軌道角運動量を持つ光とスピン分解光電子分光法を用いた新測定手法の模索・開発

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 16K13823
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 物性Ⅰ
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 宮本 幸治 広島大学, 放射光科学研究センター, 助教 (50508067)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: OAM光 / スピン角度分解光電子分光 / 多極子遷移

研究成果の概要

本研究は、光渦を利用したスピン角度分解光電子分光測定の模索を行うことが目的である。スピン角度分解光電子分光測定は、固体中の電子の運動量、エネルギー、スピンを完全決定できる有力な測定手法である。本研究の主目的として、特に、軌道角運動量をもった光渦による励起過程は多極子遷移を引き起こす事が可能か否かが挙げられる。その問題に解を出すために、まずは光渦の発生およびそれを効率よく利用するシステムの構築が必須であった。そこで、既成品の６eVレーザーを用いて、光渦を発生させ、さらに、光渦の効果を向上させるため、レーザー光のスポットサイズを集光限界まで近づけた。しかし、多極子遷移の痕跡は観測できていない。

自由記述の分野

表面・固体電子構造

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の主目的として、特に、軌道角運動量をもった光渦による励起過程は高次の遷移(多極子遷移)を引き起こす事が可能か否かが挙げられるが、もし、このような高次の遷移過程が優位になれば、光渦の軌道角運動量および光の偏光性の両方を利用することで軌道選
択遷移過程を自由に選び、実験が可能となる。究極的には、その電子構造がどのような軌道が支配的かというのを完全決定で切る可能性を秘めており、今後の電子構造解析の究極測定手法になる可能性を秘めている実験手法である。そのため、このような効果の観測が成功すれば、今後の電子構造研究の促進をはじめ、未知の物質の物性研究に大きな行件をもたらすことが期待される。