| 研究課題/領域番号 |
16K13679
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
近藤 剛弘 筑波大学, 数理物質系, 准教授 (70373305)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 走査トンネル顕微鏡 / ヘテロダイン検出 |
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| 研究実績の概要 |
これまで，ヘテロダイン走査トンネル分光（HSTS）法という局所精密分光計測法を開発し，これまで困難であったテラヘルツ波信号や熱ノイズレベルの強度の極微弱信号を原子レベルの空間分解能で検出・解析することが原理的に可能なことを示しました（Sci. Rep. 4 (2014) 6711.）．本研究では，HSTS法で実際に計測を行う際に信号検出限界を定める要因として避けられなかった次の3つの課題に取り込み，それぞれの要因の原理的起源を基礎科学的に明らかにして1つ1つ解決します：(1) 極めて静かな観測環境の構築，(2) 極低温高感度観測環境の構築, (3) ショットノイズの削減．これにより，固体表面上に吸着させた錯体分子の単一スピンの電子スピン共鳴をpeVのエネルギー分解能と原子レベルの空間分解能で高感度に精密分光解析することを目指しています．
本年度は昨年度に得られた極めて静かな観測環境下で行った実験結果に加えて，新たにComb信号と呼ばれる信号のヘテロダインビートダウン検出を走査トンネル顕微鏡を用いた計測で行うことに成功しました．これにより本研究で狙っている単一スピン検出が大きく実現可能となりました．昨年度の内容と合わせたこれらの実験内容について再現データや検証データと合わせて現在慎重に論文を執筆中です．同時に当初の予定としていたヘテロダイン走査トンネル分光法を用いた単一分子のスピンの挙動を原子分解能の空間分解能下で可視化して明らかにする実験について研究期間を延長して続けてまいります．
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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
当初予定としていた通り，極めて静かな観測環境を構築することができ，本研究によりComb信号という非常に興味深いデータが得られたため．
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| 今後の研究の推進方策 |
昨年度の内容と合わせた実験内容について再現データや検証データと合わせて現在慎重に論文を執筆中です．同時に当初の予定としていたヘテロダイン走査トンネル分光法を用いた単一分子のスピンの挙動を原子分解能の空間分解能下で可視化して明らかにする実験について研究期間を延長して続けてまいります．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
当初予定していた走査トンネル顕微鏡システム周りの電磁干渉シールドの設置や電磁波の遮断の実現、熱処理を施したミューメタルによる浮遊磁場遮断の実現を達成しています。現在、この環境下での走査トンネル顕微鏡による画像取得、ヘテロダイン検出の実現、そして最近、コム信号と呼ばれる信号のヘテロダイン検出に成功しましたので、この特性データの再現実験データや、単一スピン検出に挑戦し、これまでの内容と共にまとめた論文を投稿します。この実験に必要な消耗品や論文投稿のための英文校閲に予算を使用する予定です。
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