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2018 年度 研究成果報告書

最先端スピン光電子分光と摂動下共鳴非弾性散乱による機能性材料電子状態の完全解明

研究課題

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研究課題/領域番号 16H03851
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 応用物性
研究機関大阪大学

研究代表者

菅 滋正  大阪大学, 産業科学研究所, 名誉教授 (40107438)

研究分担者 入澤 明典  大阪大学, 産業科学研究所, 助教 (90362756)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード光電子分光 / 光電子顕微鏡 / 角度分解光電子分光 / 共鳴X線非弾性散乱 / 放射光 / 軟X線 / 磁気円2色性(MCD)
研究成果の概要

機能性材料の利用にはその電子状態の完全解明が必須である。本研究では1)スピン分解2次元波数空間顕微光電子分光(SP-2D-MM)、と2)完全にバルク敏感な光分光である軟X線共鳴非弾性散乱での磁性体の磁場摂動下での測定を行った。たとえば低温でトポロジカル近藤絶縁体になる可能性のあるSmB6についての2D-MMに成功した後、走査トンネル分光によって低温で生成する近藤gap中に極低温で出現するtopologicalに保護された表面電子状態を観測した。つぎに半金属Heusler合金のMn2VAlについてMnのmajorityバンドのフェルミ準位近傍のgapと矛盾しないRIXS-MCDの測定に成功した。

自由記述の分野

スピントロニクスの基礎研究

研究成果の学術的意義や社会的意義

角度分解光電子分光は固体電子状態のバンド構造を知る最も有力な手段と考えられている。しかもトポロジカル絶縁体のDirac Coneのスピン偏極が知られて以来膨大なスピン偏極角度分解光電子分光が実験室や放射光施設で莫大な予算を投下して行われている。本研究で開発利用しているSP-2D-MMはそれらより約百万倍以上の測定効率があり、1台でほぼ国内全体の需要を満足する。まだ開発途上の部分もあるにせよこの装置を起爆剤として我が国での研究が世界をリードできると言う意味におい更なる研究投資が必須である。また磁場下での軟X線RIXSは完全に成功し、これは磁性体バルクや超格子などの研究の主流になったと考えられる。

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公開日: 2020-03-30  

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