電子構造の完全理解のための角度分解逆光電子分光の高分解能化と物質科学への応用

2017 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15H03676
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 木村 真一 大阪大学, 生命機能研究科, 教授 (10252800)
• 研究分担者: 山本 尚人 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 助教 (60377918) ; 大坪 嘉之 大阪大学, 生命機能研究科, 助教 (70735589)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: 強相関電子系 / 電子構造 / 光電子分光 / 逆光電子分光

研究実績の概要

前年度までに設置したフォトカソード活性化装置を用いて，GaAs-GaAsP歪超格子基板の清浄化およびNEA作成に成功した。その後引き続き，電子放出過程の量子効率の向上を目指して，基板清浄化の条件およびNEA作成のためのセシウム蒸着条件の探索を進めた。その結果，電場引き出しをしない条件で量子効率0.01%を達成し，十分実用可能であるパラメータを得ることに成功した。また，電子線を収束・操作するためのアインツェルレンズおよび2連の四極ディフレクターを，前年に行った設計をもとにして製作・設置し，電子ビームの収束と操作を可能にした。さらに，既存の光電子分析器に電子源を取り付け，電子ビームを光電子分析器に直接入射することで，電子線の加速エネルギーとエネルギー幅の関係を調べた。今のところ，エネルギー幅は100meV程度であり，目標としている50meVには達していない。このエネルギー分解能を上げるために，励起用のレーザーのエネルギーをフォトカソードのエネルギーギャップにできるだけ近づけることを今後行う予定である。
一方で，逆光電子過程による真空紫外発光を観測するための真空紫外分光系の再評価を行った。再度評価した理由は，以前（本研究の初年度）に行った評価では，検出器の暗電流が十分抑制されていなかったためであり，検出効率が低い逆光電子分光の発光を観測できるかどうかを見極めるためであった。実験は，分子科学研究所シンクロトロン光UVSOR-IIIで行った。その結果，暗電流はほぼゼロまで抑制できることがわかった。
今後，本研究で設置した電子源と真空紫外分光系を組み合わせて，高分解能逆行電子分光を行っていく。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] マックスプランク固体化学物理研究所(ドイツ)
  • 国名: ドイツ
  • 外国機関名: マックスプランク固体化学物理研究所
• [国際共同研究] DGIST(韓国)
  • 国名: 韓国
  • 外国機関名: DGIST
• [雑誌論文] Surface electronic structure of SmB6(111) (2018)
  • 著者名/発表者名: Ohtsubo Yoshiyuki、Hagiwara Kenta、Wang Chengwei、Yukawa Ryu、Horiba Koji、Kumigashira Hiroshi、Hirano Wataru、Iga Fumitoshi、Kimura Shin-ichi
  • 雑誌名: PhysicaB 巻: 536 ページ: 75-77
  • DOI: 10.1016/j.physb.2017.09.033
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Temperature dependence of superconducting energy gaps in Ca9.35La0.65(Pt3As8)(Fe2As2)5 single crystal (2018)
  • 著者名/発表者名: Y.-I. Seo, W.-J. Choi, D. Ahmad, S. Kimura, Y. S. Kwon
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Infrared Evaluation of Enantiometric Amount and Application to Racemization at the Interface between L- and D-alanines (2018)
  • 著者名/発表者名: S. Kamei, J. Hibi, Y. Ohtsubo, H. Watanabe, S. Kimura
  • 雑誌名: Applied Spectroscopy 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Possible spin-charge separation of the Tomonaga-Luttinger liquid on Bi/InSb(001) (2017)
  • 著者名/発表者名: Ohtsubo Yoshiyuki、Kishi Jun-ichiro、Hagiwara Kenta、Le Fevre Patrick、Bertran Fransois、Taleb-Ibrahimi Amina、Kimura Shin-ichi
  • 雑誌名: Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena 巻: 220 ページ: 37～39
  • DOI: 10.1016/j.elspec.2017.03.005
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Large-Gap Magnetic Topological Heterostructure Formed by Subsurface Incorporation of a Ferromagnetic Layer (2017)
  • 著者名/発表者名: Hirahara T., Eremeev S. V., Shirasawa T., Okuyama Y., Kubo T., Nakanishi R., Akiyama R., Takayama A., Hajiri T., Ideta S., Matsunami M., Sumida K., Miyamoto K., Takagi Y., Tanaka K., Okuda T., Yokoyama T., Kimura S., Hasegawa S., Chulkov E. V.
  • 雑誌名: Nano Letters 巻: 17 ページ: 3493～3500
  • DOI: 10.1021/acs.nanolett.7b00560
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Optical signature of Weyl electronic structures in tantalum pnictides TaPn (Pn = P, As) (2017)
  • 著者名/発表者名: S. Kimura, H. Yokoyama, H. Watanabe, J. Sichelschmidt, V. Suss, M. Schmidt, C. Felser
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 96 ページ: 075119-1～7
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.96.075119
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Spin-polarized quasi-one-dimensional state with finite band gap on the Bi/InSb(001) surface (2017)
  • 著者名/発表者名: J. Kishi, Y. Ohtsubo, T. Nakamura, K. Yaji, A. Harasawa, F. Komori, S. Shin, J. E. Rault, P. Le Fevre, F. Bertran, A. Taleb-Ibrahimi, M. Nurmamat, H. Yamane, S. Ideta, K. Tanaka, S. Kimura
  • 雑誌名: Physical Review Materials 巻: 1 ページ: 064602-1～5
  • DOI: 10.1103/PhysRevMaterials.1.064602
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Near-field spectroscopic investigation of dual-band heavy fermion metamaterials (2017)
  • 著者名/発表者名: Gilbert Corder Stephanie N.、Chen Xinzhong、Zhang Shaoqing、Hu Fengrui、Zhang Jiawei、Luan Yilong、Logan Jack A.、Ciavatti Thomas、Bechtel Hans A.、Martin Michael C.、Aronson Meigan、Suzuki Hiroyuki S.、Kimura Shin-ichi、Iizuka Takuya、Fei Zhe、Imura Keiichiro、Sato Noriaki K.、Tao Tiger H.、Liu Mengkun
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 8 ページ: 2262-1～8
  • DOI: 10.1038/s41467-017-02378-3
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] TSi2(T=Ta, Nb)の3次元角度分解光電子分光 (2018)
  • 著者名/発表者名: 近谷翔汰，伊藤孝寛，木村真一，仲村愛，富崇裕，大貫惇睦，播磨尚朝
  • 学会等名: 第31回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
• [学会発表] アスパラギン酸濃度における赤外顕微イメージング手法の確立 (2018)
  • 著者名/発表者名: 日比滋元，亀井俊，木村真一
  • 学会等名: 第31回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
• [学会発表] 偏光赤外分光法によるTaAsの異方的金属絶縁体転移の観測 (2018)
  • 著者名/発表者名: 中島裕喜，三田善志郎，日比滋元，亀井俊，渡邊浩，小手川恒，菅原仁，藤秀樹，伊藤孝寛，木村真一
  • 学会等名: 第31回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
• [学会発表] 低対称 InAs(110)表面上Bi原子鎖の電子状態 (2018)
  • 著者名/発表者名: 中村拓人，大坪嘉之，山下雄紀，出田真一郎，田中清尚，矢治光一郎，原沢あゆみ，小森文夫，辛埴，木村真一
  • 学会等名: 第31回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
• [学会発表] Sm0.67Y0.33Sの光励起ダイナミクスの温度依存性 (2018)
  • 著者名/発表者名: 池田良平, 渡邊浩, 井村敬一郎, 鈴木博之, 佐藤憲昭, 木村真一
  • 学会等名: 日本物理学会 第73回年次大会
• [学会発表] InAs(110)表面上の擬一次元的Biにおける異方的Rashba効果 (2018)
  • 著者名/発表者名: 中村拓人, 大坪嘉之, 山下雄紀, 出田真一郎, 田中清尚, 矢治光一郎, 原沢あゆみ, 小森文夫, 辛埴, 木村真一, 湯川龍, 堀場弘司, 組頭広志
  • 学会等名: 日本物理学会 第73回年次大会
• [学会発表] SmB6(111)表面電子状態のスピン偏極構造 (2018)
  • 著者名/発表者名: 山下雄紀, 大坪嘉之, 湯川龍, 堀場弘司, 組頭広志, 宮本幸治, 奥田太一, 平野航, 伊賀文俊, 木村真一
  • 学会等名: 日本物理学会 第73回年次大会
• [学会発表] ワイル半金属TaPn (Pn=P, As)の光学伝導度スペクトルの温度・磁場依存性 (2018)
  • 著者名/発表者名: 木村真一, 横山裕子, 中島裕喜, 渡邊浩, J. Sichelschmidt, V. Suss, M. Schmidt, C. Felser
  • 学会等名: 日本物理学会 第73回年次大会
• [学会発表] Bi(111)表面電子状態の温度依存性とトポロジカル相転移の可能性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 大坪嘉之, 岸潤一郎, 山下雄紀, 山根宏之, 出田真一郎, 田中清尚, 木村真一
  • 学会等名: 日本物理学会 2017年秋季大会
• [学会発表] Sm1-xYxS(x=0.33)の光誘起相転移ダイナミクス (2017)
  • 著者名/発表者名: 池田良平, 渡邊浩, 井村敬一郎, 鈴木博之, 佐藤憲昭, 木村真一
  • 学会等名: 日本物理学会 2017年秋季大会
• [学会発表] SmSの光誘起相転移におけるYドープ効果 (2017)
  • 著者名/発表者名: 池田良平, 渡邊浩, 根来雄介, 竹野雄介, 井村敬一郎, 鈴木博之, 佐藤憲昭, 木村真一
  • 学会等名: 日本物理学会 2017年秋季大会
• [学会発表] 偏光赤外分光法によるRuAsの異方的金属絶縁体転移の観測 (2017)
  • 著者名/発表者名: 中島裕喜, 三田善志郎, 日比滋元, 亀井俊, 渡邊浩, 小手川恒, 菅原仁, 藤秀樹, 木村真一
  • 学会等名: 日本物理学会 2017年秋季大会
• [学会発表] Photo-induced phase of SmS (2017)
  • 著者名/発表者名: H. Watanabe, Y. Takeno, Y. Negoro, K. Imura, H. S. Suzuki, N. K. Sato, S. Kimura
  • 学会等名: International Conference on Strongly Correlated Electron Systems 2017
  • 国際学会
• [学会発表] Surface electronic structure of SmB6(111) (2017)
  • 著者名/発表者名: Y. Ohtsubo, K. Hagiwara, C. Wang, S. Ideta, K. Tanaka, R. Yukawa, K. Horiba, H. Kumigashira, F. Iga, S. Kimura
  • 学会等名: International Conference on Strongly Correlated Electron Systems 2017
  • 国際学会
• [学会発表] Anisotropic metal-to-insulator transition of RuAs probed by polarized infrared spectroscopy (2017)
  • 著者名/発表者名: Y. Nakajima, Z. Mita, J. Hibi, S. Kamei, H. Watanabe, H. Kotegawa, H. Sugawara, H. Tou, S. Kimura
  • 学会等名: International Conference on Strongly Correlated Electron Systems 2017
  • 国際学会
• [学会発表] Optical and magneto-optical spectra of the Weyl semimetals TaX(X= P, As) (2017)
  • 著者名/発表者名: H. Yokoyama, Y. Nakajima, H. Watanabe, J. Sichelschmidt, V. Suss, M. Schmidt, C. Felser, S. Kimura
  • 学会等名: International Conference on Strongly Correlated Electron Systems 2017
  • 国際学会
• [学会発表] Giant thermal effect of vibration modes of single-crystalline alanine (2017)
  • 著者名/発表者名: Z. Mita, H. Watanabe, S. Kimura
  • 学会等名: 9th International Workshop on Infrared Microscopy and Spectroscopy with Accelerator Based Sources
  • 国際学会
• [学会発表] Visualization of racemization reaction at the interface between L- and D-alanine by IR-SR imaging (2017)
  • 著者名/発表者名: S. Kamei, J. Hibi, Y. Ohtsubo, H. Watanabe, S. Kimura
  • 学会等名: 9th International Workshop on Infrared Microscopy and Spectroscopy with Accelerator Based Sources
  • 国際学会
• [学会発表] Photo-induced phase transition dynamics on SmS (2017)
  • 著者名/発表者名: H. Watanabe,Y. Takeno, Y. Negoro, K. Imura, H. S. Suzuki, N. K. Sato, S. Kimura
  • 学会等名: 6th International Conferences on Photoinduced Phase Transitions
  • 国際学会
• [備考]
  • URL: kimura-lab.com