電子波照射によるバレー分極

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 16K13690
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 薄膜・表面界面物性
• 研究機関: 国立研究開発法人物質・材料研究機構
• 研究代表者: 吉川 純 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 先端材料解析研究拠点, 主任研究員 (20435754)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 透過電子顕微鏡 / 電子エネルギー損失分光法 / 運動量

研究成果の概要

透過電子顕微鏡法と電子エネルギー損失分光法（EELS）を基軸として、軌道角運動量を持つ電子波の作成と、その電子波を用いたEELSの線運動量移送依存性（=散乱ベクトル依存性）の計測に関する基盤技術を確立した。そのなかで、リチウム原子の非占有2p状態の異方性の存在など、本来の目的とは異なるものの重要な知見も得られた。本成果は今後、電磁波と電子波の、物質との角運動量の相互作用における等価性、を調べるうえで、重要な技術となる。

自由記述の分野

総合理工

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究成果は、円偏光した（スピン角運動量を持つ）電磁波や螺旋面波を持つ（軌道角運動を持つ）電磁波や電子波が、物質中の電子の軌道角運動やスピン角運動量とどのように相互作用し、その違いや等価性はどこにあるのか、について、特に電子波の性質を調べるための基盤技術が確立されたことであり、このことは量子力学的な観点から広く学術的意義があるといえる。電子波が持つ軌道角運動と物質との相互作用が詳細にわかれば、将来的には、局所領域の磁性やスピン状態計測へ発展する可能性があり、材料解析レベルを向上に貢献する点で、社会的意義があるといえる。