非占有表面スピン電子構造の研究

2012 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 23540371
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 生天目 博文 広島大学, 放射光科学研究センター, 教授 (10218050)
• キーワード: 逆光電子分光 / スピン偏極 / NEA表面

研究概要

本研究はGaAsの負の電気陰性度をもつ表面（NEA表面）からHeNeレーザーを用いて電子を励起することで，運動エネルギーの揃った電子を取り出す事を第一の目標とし，これを用いた逆光電子分光実験により非占有電子状態を高精度で観察することを第二の目標として取り組んでいる。第一の目標達成のために，GaAs結晶表面を清浄化しNEA表面を作成する実験槽の立ち上げに取り組んでいる。同時にNEA表面の作成後，放出電子の特性を評価するための分析系の整備も並行して準備している。現在，低速電子線回折装置（LEED）を備えた試料準備装置が立ち上がり，同装置内でのNEA表面作成を実施することで，NEA表面の表面構造と電子線放出特性の両面を抑えた議論が可能となる。また，LEED装置を用いて簡易なエネルギー分析も可能とする計画である。
一方，正確な電子エネルギーのプロファイルを観測するために，電子線のエネルギー分析器を備えた実験装置（既存）への接続を可能とするための試料移送系の整備も行っている。今年度は，電子エネルギー分析器の整備に技術的な問題が発生し，その解消に時間を必要としたが，概ね，エネルギー評価可能な状況にある。
最終年度に向けて，第二の目標である非占有電子状態の観測系の準備も進めており，現有の逆光電子分光装置にGaAsNEA表面の電子源を導入するために必要な接続部分の整備にとりかかった。一方，安全のために簡便な構造で扱い易いバンドパス型の光検出器の準備を進めている。
占有電子構造を観測するスピン偏極光電子分光実験については，本研究とは別に取り組んでいるが，占有および非占有電子状態の両面を把握し比較できるレベルに持って行くためにはGaAsNEA表面からの電子のエネルギー分布の評価が必要であり最終年度に取り組むべき課題は多い。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

３年計画で進めてきたが，実験装置の準備に多くの時間を必要とした。GaAsからの電子を評価する実験を平成２４年度に実施すべきであったが，GaAs表面を作成する超高真空チェンバーの真空立ち上げにいくつかトラブルがあり解消に時間を要した。GaAsNEA表面の実験では，超高真空が不可欠でありそのために微小なリークなどの問題を解消する必要があった。排気装置の見直し，問題カ所の特定など多大な時間を費やすことになった。
また，電子線を観測するための電子エネルギー分析装置の整備も行うことになっていたが，電子エネルギー分析器の検出系に不具合があり，これを解消するためアナライザーの詳細な点検を必要とした。これらいくつかの実験上の課題により実際に計測を行うためのスケジュールが遅れることになった。
一方，遅れをとりもどすために最終年度で取り組む内容を前倒しで進めており，その意味でやや遅れていると評価している。

今後の研究の推進方策

本研究の最終年度には，具体の計測実験を早急に実施するために試料まわりの細かな作業を中心に研究活動を行う。前期にNEA表面からの電子のエネルギープロファイルを計測する。基盤温度を変化させてGaAsからの電子のエネルギーおよび運動量分布を計測し，基板温度と電子線の状態，電子線の電流値を増やした際のプロファイル変化などについて観察する。これらの計測は，これまで整備した実験装置を活用することを念頭においているが，一方で，放射光科学研究センターの実験装置の活用も視野にいれ，早急に成果の得られる手段で対応する。
逆光電子分光実験においては，研究成果を早急に出す事を第一に考え，簡易な光検出器を用いた逆光電子分光スペクトルの計測を実施する。この成果に基づいて，より詳細な研究を行える既存の逆光電子分光装置に接続した本格的な研究へと持ち込む。

次年度の研究費の使用計画

次年度は，研究を進めるための真空部品，試料材料，電気配線材料などの実験消耗品と報告書作成のための印刷経費を計上している。

研究成果

• [雑誌論文] End station for nanoscale magnetic materials study: Combination of scanning tunneling microscopy and soft X-ray magnetic circular dichroism spectroscopy (2012)
  • 著者名/発表者名: Ueno, T Sawada, M Kishimizu, Y Kimura, A Namatame, H Taniguchi, M
  • 雑誌名: REVIEW OF SCIENTIFIC INSTRUMENTS 巻: 83 ページ: 1239031-1239036
  • DOI: 10.1063/1.4770126
  • 査読あり
• [雑誌論文] Aggregation mechanism of Pd nanoparticles in L-cysteine aqueous solution studied by NEXAFS and AFM (2012)
  • 著者名/発表者名: Tsukada, C Ogawa, S Mizutani, T Kutluk, G Namatame, H Taniguchi, M Yagi, S
  • 雑誌名: APPLIED SURFACE SCIENCE 巻: 262 ページ: 184-187
  • DOI: 0.1016/j.apsusc.2012.04.123
  • 査読あり
• [雑誌論文] Adsorption behavior of L-cysteine on Ag nanoparticles under water environment studied by S K-edge NEXAFS (2012)
  • 著者名/発表者名: Tsukada, C Yagi, S Nomoto, T Mizutani, T Ogawa, S Nameki, H Nakanishi, Y Kutluk, G Namatame, H Taniguchi, M
  • 雑誌名: APPLIED SURFACE SCIENCE 巻: 262 ページ: 231-233
  • DOI: 10.1016/j.apsusc.2012.06.107
  • 査読あり
• [雑誌論文] Observation of a highly spin-polarized topological surface state in GeBi2Te4 (2012)
  • 著者名/発表者名: Okamoto, K et al.
  • 雑誌名: PHYSICAL REVIEW B 巻: 86 ページ: 1-5
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.86.195304
  • 査読あり
• [雑誌論文] Massless or heavy due to two-fold symmetry: Surface-state electrons at W(110) (2012)
  • 著者名/発表者名: Miyamoto, K Kimura, A Okuda, T Shimada, K Iwasawa, H Hayashi, H Namatame, H Taniguchi, M Donath, M
  • 雑誌名: PHYSICAL REVIEW B 巻: 86 ページ: 1-5
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.86.161411
  • 査読あり
• [雑誌論文] Topological Surface States with Persistent High Spin Polarization across the Dirac Point in Bi2Te2Se and Bi2Se2Te (2012)
  • 著者名/発表者名: Miyamoto, K Kimura, A Okuda, T Miyahara, H Kuroda, K Namatame, H Taniguchi, M Eremeev, SV Menshchikova, TV Chulkov, EV Kokh, KA Tereshchenko, OE
  • 雑誌名: PHYSICAL REVIEW LETTERS 巻: 109 ページ: 1-5
  • DOI: 10.1103/PhysRevLett.109.166802
  • 査読あり
• [雑誌論文] Vacuum-Ultraviolet Electronic Circular Dichroism Study of Methyl alpha-D-Glucopyranoside in Aqueous Solution by Time-Dependent Density Functional Theory (2012)
  • 著者名/発表者名: Matsuo, K Namatame, H Taniguchi, M Gekko, K
  • 雑誌名: JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY A 巻: 116 ページ: 9996-10003
  • DOI: 10.1021/jp306914s
  • 査読あり
• [雑誌論文] Te concentration dependent photoemission and inverse-photoemission study of FeSe1-xTex (2012)
  • 著者名/発表者名: Yokoya, T et al.
  • 雑誌名: SCIENCE AND TECHNOLOGY OF ADVANCED MATERIALS 巻: 13 ページ: 1-8
  • DOI: 0.1088/1468-6996/13/5/054403
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electronic structure of Kondo lattice compounds YbNi3X9 (X = Al, Ga) studied by hard x-ray spectroscopy (2012)
  • 著者名/発表者名: Utsumi, Y Sato, H Ohara, S Yamashita, T Mimura, K Motonami, S Shimada, K Ueda, S Kobayashi, K Yamaoka, H Tsujii, N Hiraoka, N Namatame, H Taniguchi, M
  • 雑誌名: PHYSICAL REVIEW B 巻: 86 ページ: 1-5
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.86.115114
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electronic structure and the valence state of Yb2Pd2Sn and YbPd2Sn studied by photoelectron and resonant x-ray emission spectroscopies (2012)
  • 著者名/発表者名: Yamaoka, H et al.
  • 雑誌名: PHYSICAL REVIEW B 巻: 86 ページ: 1-5
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.86.085137
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-Energy Anomaly in the Band Dispersion of the Ruthenate Superconductor (2012)
  • 著者名/発表者名: Iwasawa, H Yoshida, Y Hase, I Shimada, K Namatame, H Taniguchi, M Aiura, Y
  • 雑誌名: PHYSICAL REVIEW LETTERS 巻: 109 ページ: 1-5
  • DOI: 10.1103/PhysRevLett.109.066404
  • 査読あり
• [雑誌論文] Orbital degeneracy and Peierls instability in the triangular-lattice superconductor Ir1-xPtxTe2 (2012)
  • 著者名/発表者名: Ootsuki, D Wakisaka, Y Pyon, S Kudo, K Nohara, M Arita, M Anzai, H Namatame, H Taniguchi, M Saini, NL Mizokawa, T
  • 雑誌名: PHYSICAL REVIEW B 巻: 86 ページ: 1-5
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.86.014519
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photoemission Spectroscopy of Ta2NiSe5 (2012)
  • 著者名/発表者名: Wakisaka, Y Sudayama, T Takubo, K Mizokawa, T Saini, NL Arita, M Namatame, H Taniguchi, M Katayama, N Nohara, M Takagi, H
  • 雑誌名: JOURNAL OF SUPERCONDUCTIVITY AND NOVEL MAGNETISM 巻: 25 ページ: 1231-1234
  • DOI: 10.1007/s10948-012-1526-0
  • 査読あり
• [雑誌論文] Orbital Degeneracy, Jahn-Teller Effect, and Superconductivity in Transition-Metal Chalcogenides (2012)
  • 著者名/発表者名: Mizokawa, T et al.
  • 雑誌名: JOURNAL OF SUPERCONDUCTIVITY AND NOVEL MAGNETISM 巻: 25 ページ: 1343-1346
  • DOI: 10.1007/s10948-012-1626-x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct observation of fractional change of niobium ionic species in a solution by means of X-ray absorption fine structure spectroscopy (2012)
  • 著者名/発表者名: Kubouchi, Y Hayakawa, S Namatame, H Hirokawa, T
  • 雑誌名: X-RAY SPECTROMETRY 巻: 41 ページ: 259-263
  • DOI: 10.1002/xrs.2390
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interface atomic structures and magnetic anisotropy of Fe and Pd/Fe monatomic films on Pd(001) (2012)
  • 著者名/発表者名: Ueno, T Sawada, M Furumoto, K Tagashira, T Tohoda, S Kimura, A Haraguchi, S Tsujikawa, M Oda, T Namatame, H
  • 雑誌名: PHYSICAL REVIEW B 巻: 85 ページ: 1-5
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.85.224406
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quasiparticle interference on the surface of Bi2Se3 induced by cobalt adatom in the absence of ferromagnetic ordering (2012)
  • 著者名/発表者名: Ye, M Eet al.
  • 雑誌名: PHYSICAL REVIEW B 巻: 85 ページ: 1-5
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.85.205317
  • 査読あり
• [雑誌論文] Experimental Verification of PbBi2Te4 as a 3D Topological Insulator (2012)
  • 著者名/発表者名: Kuroda, K et al.
  • 雑誌名: PHYSICAL REVIEW LETTERS 巻: 108 ページ: 1-5
  • DOI: 10.1103/PhysRevLett.108.206803
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spin and orbital angular momentum structure of Cu(111) and Au(111) surface states (2012)
  • 著者名/発表者名: Kim, B Kim, CH Kim, PJ Jung, WS Kim, YK Koh, YY Arita, M Shimada, K Namatame, H Taniguchi, M Yu, JJ Kim, C
  • 雑誌名: PHYSICAL REVIEW B 巻: 85 ページ: 1-5
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.85.195402
  • 査読あり
• [雑誌論文] Angle-resolved photoemission study on the superconducting iron-pnictides of BaFe2(As, P)(2) with low energy photons (2012)
  • 著者名/発表者名: Shimojima, T Set al.
  • 雑誌名: SOLID STATE COMMUNICATIONS 巻: 152 ページ: 695-700
  • DOI: 10.1016/j.ssc.2011.12.032
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-resolution photoelectron spectroscopy study of Kondo metals: SmSn3 and Sm0.9La0.1Sn3 (2012)
  • 著者名/発表者名: Yamaoka, H et al.
  • 雑誌名: PHYSICAL REVIEW B 巻: 85 ページ: 1-5
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.85.115120
  • 査読あり
• [雑誌論文] Energy scale directly related to superconductivity in high-T-c cuprates: Universality from the temperature-dependent angle-resolved photoemission of Bi2Sr2Ca2Cu3O10+delta (2012)
  • 著者名/発表者名: Ideta, SI Yoshida, T Fujimori, A Anzai, H Fujita, T Ino, A Arita, M Namatame, H Taniguchi, M Shen, ZX Takashima, K Kojima, K Uchida, S
  • 雑誌名: PHYSICAL REVIEW B 巻: 85 ページ: 1-5
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.85.104515
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spin-Polarized Dirac-Cone-Like Surface State with d Character at W(110) (2012)
  • 著者名/発表者名: Miyamoto, K Kimura, A Kuroda, K Okuda, T Shimada, K Namatame, H Taniguchi, M Donath, M
  • 雑誌名: PHYSICAL REVIEW LETTERS 巻: 108 ページ: 1-5
  • DOI: 10.1103/PhysRevLett.108.066808
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chiral Orbital-Angular Momentum in the Surface States of Bi2Se3 (2012)
  • 著者名/発表者名: Park, SR Han, J Kim, C Koh, YY Kim, C Lee, H Choi, HJ Han, JH Lee, KD Hur, NJ Arita, M Shimada, K Namatame, H Taniguchi, M
  • 雑誌名: PHYSICAL REVIEW LETTERS 巻: 108 ページ: 1-5
  • DOI: 10.1103/PhysRevLett.108.046805
  • 査読あり
• [雑誌論文] Core-to-Rydberg band shift and broadening of hydrogen bonded ammonia clusters studied with nitrogen K-edge excitation spectroscopy (2012)
  • 著者名/発表者名: Yamanaka, T Tabayashi, K Takahashi, O Tanaka, K Namatame, H Taniguchi, M
  • 雑誌名: JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS 巻: 136 ページ: 1-5
  • DOI: 10.1063/1.3673778
  • 査読あり
• [雑誌論文] Secondary-structure analysis of alcohol-denatured proteins by vacuum-ultraviolet circular dichroism spectroscopy (2012)
  • 著者名/発表者名: Matsuo, K Sakurada, Y Tate, S Namatame, H Taniguchi, M Gekko, K
  • 雑誌名: PROTEINS-STRUCTURE FUNCTION AND BIOINFORMATICS 巻: 80 ページ: 281-293
  • DOI: 10.1002/prot.23206
  • 査読あり
• [学会発表] Bi(111)表面のC3V対称性による異方的Rashba効果 (2013)
  • 著者名/発表者名: 宮本幸治A，宮原寛和B，前川貴政B，黒田健太B，木 村昭夫B，生天目博文A，谷口雅樹A，B，奥田太一
  • 学会等名: 日本物理学会第６８回年次大会
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 20130326-20130329
• [学会発表] 金属及び半導体単層カーボンナノチューブから二層 カーボンナノチューブの作製とその光電子分光 (2013)
  • 著者名/発表者名: 鷺谷智，米森啓太，柿原隆介，鈴木良輔，石井廣 義，中井祐介，柳和之，真庭豊，羽淵隆文A，平山大 裕A，林博和A，姜健A，永田偉士A，堀家大希A，岩 澤英明B，島田健也B，生天目博文B，谷口雅樹B
  • 学会等名: 日本物理学会第６８回年次大会
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 20130326-20130329
• [学会発表] CoMoCAT法で合成された極細カーボンナノチュー ブの光電子分光 (2013)
  • 著者名/発表者名: 鈴木良輔，米森啓太，柿原隆介，石井廣義，鷺谷 智，真庭豊，柳和宏，永田偉士A，堀家大希A，平山 大裕A，羽渕隆文A，林博和A，姜健A，岩澤英明B， 島田賢也B，生天目博文B，谷口雅樹B
  • 学会等名: 日本物理学会第６８回年次大会
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 20130326-20130329
• [学会発表] 角度分解光電子分光法でみたSrTiO3(100)劈開面の 紫外線照射による電子状態の変化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 瀧川隆博A，川上修平A，中島伸夫A，仲武昌史B，圓 山裕A，生天目博文A，谷口雅樹A，B
  • 学会等名: 日本物理学会第６８回年次大会
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 20130326-20130329
• [学会発表] Li0.25CoO2の角度分解光電子分光 (2013)
  • 著者名/発表者名: 脇坂祐輝，池戸一通A，大槻太毅A，加藤航矢，佐藤 清峰，溝川貴司，岩井千佳B，三好清貴B，竹内 潤B，安齋太陽C，有田将司C，生天目博文C，谷口雅 樹C
  • 学会等名: 日本物理学会第６８回年次大会
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 20130326-20130329
• [学会発表] BaVS3の硬X線光電子分光 (2013)
  • 著者名/発表者名: 佐藤仁A，飛松浩明B，田中新C，中村裕之D，内海有 希B，三村功次郎E，本並哲E，島田賢也A，上田茂 典F，小林啓介A，F，生天目博文A，谷口雅樹A，
  • 学会等名: 日本物理学会第６８回年次大会
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 20130326-20130329
• [学会発表] 偏光依存高分解能角度分解光電子分光による Pd(110)単結晶の多体相互作用の研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 林博和，島田賢也A，岩澤英明A，姜健，平山大裕， 羽渕隆文，相浦義弘B，生天目博文A，谷口雅樹A
  • 学会等名: 日本物理学会第６８回年次大会
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 20130326-20130329
• [学会発表] 鎖状TlSeのエネルギーバンドの温度依存性よりみた 格子振動の寄与 (2013)
  • 著者名/発表者名: 本並哲，三村功次郎，川田翔，脇田和樹A，有田将 司B，S. HamidovC，Z. JahangirliC，田口幸広，生 天目博文B，谷口雅樹B，G. OrudzhevC，N. MamedovC
  • 学会等名: 日本物理学会第６８回年次大会
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 20130326-20130329
• [学会発表] トポロジカル絶縁体TlBiSe2の放射光を用いたスピン 分解光電子分光 (2013)
  • 著者名/発表者名: 黒田健太A，白井開渡A，前川貴政A，宮原寛和A，宮 本幸治B，奥田太一B，生天目博文B，谷口雅樹A， B，植田義文C，木村昭夫A
  • 学会等名: 日本物理学会第６８回年次大会
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 20130326-20130329
• [学会発表] MnドープBi2Te3の内殻吸収磁気円二色性分光 (2013)
  • 著者名/発表者名: 岡本和晃A，叶茂D，黒田健太A，Nahyun JoB， Myung-Hwa JungB，竹田幸治C，斎藤祐児C，宮 本幸治D，奥田太一D，植田義文E，生天目博文D，谷 口雅樹A，D，木村昭夫A
  • 学会等名: 日本物理学会第６８回年次大会
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 20130326-20130329
• [学会発表] 二段価数転移を示すEuPtPにおける電子相間：硬X 線光電子分光による研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 川田翔，○三村功次郎，魚住孝幸，佐藤仁A，内海有 希B，上田茂典C，杉島正樹D，光田暁弘D，和田裕 文D，島田賢也A，田口幸広，生天目博文A，谷口雅 樹A，B，小林啓介A
  • 学会等名: 日本物理学会第６８回年次大会
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 20130326-20130329
• [学会発表] SmSn3及びSm0.9La0.1Sn3の高分解能光電子分光 測定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山岡人志，Patrik Thunstrm，Ignace Jarrige，島田賢也，辻井直人，有田将司，岩 澤英明，林博和，姜健，羽渕隆文，平山大 裕，生天目博文，谷口雅樹，村尾麗，細矢 信吾，田巻明F，北澤英明
  • 学会等名: 日本物理学会第６８回年次大会
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 20130326-20130329
• [学会発表] 真空紫外～硬Ｘ線光電子分光によるYbNi3(Ga1- xAlx)9 (x=0-0.15)の電子状態の研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 内海有希A，永田平祐A，児玉純一A，佐藤仁B，山下 哲朗C，大原繁男C，三村功次郎D，本並哲D，島田賢 也B，有田将司B，上田茂典E，小林啓介B，E，生天 目博文B，谷口雅樹A，
  • 学会等名: 日本物理学会第６８回年次大会
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 20130326-20130329
• [学会発表] BaFe2(As1-xPx)2の超伝導ギャップの異方性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉田鉄平，出田真一郎，西一郎，鈴木博人，藤森淳，下志万貴博，石坂香子，Walid Malaeb，辛埴，中島陽祐，安斎太陽，井野明洋，有田将司，生天目博文，谷口雅樹，組 頭広志，他15名
  • 学会等名: 日本物理学会第６８回年次大会
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 20130326-20130329
• [学会発表] Fe0.95M0.05Se0.4Te0.6(M=Ni,Cu)の角度分解光電 子分光 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大槻太毅，脇坂祐輝A，溝川貴司A，N.SainiB，有田 将司C，生天目博文C，谷口正樹C，D，稲辺拓也E， 今泉真人E，野地尚E，小池洋二E
  • 学会等名: 日本物理学会第６８回年次大会
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 20130326-20130329