| 研究課題/領域番号 |
15H03769
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
渡邊 一也 京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (30300718)
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| 研究分担者 |
奥山 弘 京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (60312253)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 走査トンネル顕微鏡 / 超高速分光 |
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| 研究実績の概要 |
今年度の主な成果は以下の通り
①極低温走査トンネル顕微鏡探針への極短パルス光照射光学系の構築
現有の極低温走査トンネル顕微鏡に，可動式対物レンズシステム（焦点距離約18 mm）を導入し，さらに，極短パルスレーザー光を導入する光学系を構築した．パルスレーザーは近赤外（1064 nm)の高繰り返しファイバーレーザーを用い，レーザー光路と同軸に配置したヘリウムネオンレーザー発振光をガイド光として，トンネル顕微鏡探針先端に集光した．探針からの散乱光の像を真空槽外でCCDカメラ上に結像し，集光点の確認を行った．ファイバーレーザーの出力フェムト秒パルスは，ビームスプリッターにより分割したのち，光学遅延回路を用いて，時間間隔可変のパルス対に変換した．
②超高真空下でのグラフェンへのリチウムインターカレーションによるプラズモン応答
Ir(111)表面では標準的な炭化水素のchemical vapor depositionの方法を用いて、グラフェン単層のエピタキシャル成長が起きることが知られている。さらに，このグラフェン層にアルカリ原子を蒸着するとインターカレーションが起こり，その結果グラフェンのディラック点が1 eV程度シフトすることがわかっている。定常白色光を用いた可視域（1.9-2.4 eV）の反射率スペクトル測定により，リチウムをインターカレートした場合の光学応答がリチウムの蒸着量に応じてどのように変化するのかを調べた．その結果，数％の大きな反射率変化を示すピークが出現し，リチウムによる電子供与の程度に応じてピークエネルギーがシフトすることを見出した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
研究はおおむね順調に進展しているが，予期しなかった事態として，対物レンズの駆動機構が試料温度に依存して動作が変化する問題が起きた．特にレンズの焦点にかかわる光軸方向の運動が，室温条件下では問題なく動作するが，低温冷却時に動かないなどの問題があった．そのため，光学系の調整を室温で行った後に，温度を下げて実験を行う工夫をする必要があった．
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| 今後の研究の推進方策 |
次年度は，銅単結晶表面上での水酸基フリップ運動を対象として，まず，近赤外レーザー照射による，フリップ運動頻度の変化を観測し，その励起光強度依存性から，非熱的光誘起過程の定量評価を行う．次に，時間遅延をかけたパルス対を照射し，遅延時間の関数としてフリップ頻度を記録する測定系を構築する．そののちに，フリップ頻度のパルス対時間相関計測を行い，光誘起フリップ運動に関与した励起状態ダイナミクスを明らかにする．水酸基の多量体やステップなどの不均一サイトへの吸着が，フリップダイナミクスに与える影響を明らかにする．
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