テラヘルツ時間分解STMの開発

2019 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 16H05982
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 薄膜・表面界面物性
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 吉田 昭二 筑波大学, 数理物質系, 准教授 (90447227)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: 走査プローブ顕微鏡 / テラヘルツ / 超高速分光 / 表面科学

研究成果の概要

本研究では高い時空間分解能を有する新しい時間分解顕微鏡THz-STMの開発を行った。高強度かつ高繰り返し周波数のTHzパルス発生技術と超高真空低温STM装置を組み合わせることでサブピコ秒の時間分解能、かつ原子分解能を両立した時間分解計測が可能になった。開発した装置を様々な試料表面の光誘起ダイナミクスの計測に応用し、二次元層状物質表面のキャリアダイナミクス、光誘起相転移をサブピコ秒時間分解能で計測することに成功し、有機薄膜中の電子輸送ダイナミクスのイメージングに成功した。

自由記述の分野

走査プローブ顕微鏡

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で開発した時間分解THz-STMを用いて、超高速領域での光励起キャリアダイナミクスや電子状態の変化を原子レベルで捉えることに成功した。サブps時間分解能、原子分解能を両立した時間分解計測による表面ダイナミクスのイメージングが可能となり、今後様々な試料の光応答・ダイナミクスを原子・分子のスケールで解明できるようになると期待される。