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2014 年度 実績報告書

X線自由電子レーザーを用いた強相関電子のリアルタイム観察

研究課題

研究課題/領域番号 25610089
研究機関東京工業大学

研究代表者

笹川 崇男  東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 准教授 (30332597)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
キーワード強相関電子系 / X線自由電子レーザー / 時間分解分光 / 電荷スピン秩序
研究実績の概要

高温超伝導や巨大磁気抵抗など強電子相関物質の示す異常電子物性の起源に迫るために、時間分解共鳴X線散乱実験にX線自由電子レーザーを用いることで、ナノスケールの電荷スピン秩序の様子を超高速時間分解して観察することに挑戦した。通常レーザーを用いた中赤外やテラヘルツの時間分解分光測定も同一単結晶試料を対象として行うことにより、相補的なデータの収集も行った。
単結晶試料は、赤外線集光加熱炉を用いた溶媒移動浮遊帯域法や、石英封管中での気相輸送法やBridgman法などによって準備した。スタンフォード大学線形加速器研究所(SLAC)・線形加速器コヒーレント光源(LCLS)のSXRビームラインにおいて、X線自由電子レーザーを用いた時間分解共鳴X線散乱実験を行うことで、ポンプ光で乱した電荷秩序がフェムト秒からピコ秒の時間スケールで回復してゆく様子を観測した。これにより、強相関電子系における電荷秩序の振幅、位相、相関長の時間変化を明らかにすることに成功した。一方で、超高速分光により、短距離と長距離で複雑に相互作用する電荷秩序と格子振動のダイナミクスも明らかにすることができた。
これらの結果を総合的に解析することで、NiO2平面正方格子上に電荷スピン秩序をもつLa2-xSrxNiO4 については、擬ギャップ形成に対する電荷局在化の役割についてまで議論することができた。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (8件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Direct Spectroscopic Evidence for Phase Competition between the Pseudogap and Superconductivity in Bi2Sr2CaCu2O8+d2015

    • 著者名/発表者名
      M. Hashimoto, E. A. Nowadnick, R.-H. He, I. M. Vishik, B. Moritz, Y. He, K. Tanaka, R. G. Moore, D. Lu, Y. Yoshida, M. Ishikado, T. Sasagawa, K. Fujita, S. Ishida, S. Uchida, H. Eisaki, Z. Hussain, T. P. Devereaux, and Z.-X. Shen
    • 雑誌名

      Nature Materials

      巻: 14 ページ: 37-42

    • DOI

      10.1038/NMAT4116

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamics of All the Raman-active Coherent Phonons in Sb2Te3 Revealed via Transient Reflectivity2015

    • 著者名/発表者名
      K. Norimatsu, M. Hada, S. Yamamoto, T. Sasagawa, M. Kitajima, Y. Kayanuma, and K. G. Nakamura
    • 雑誌名

      J. Appl. Phys.

      巻: 117 ページ: 143102

    • DOI

      10.1063/1.4917384

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 7 fsパルスによる二次元銅酸化物の超高速電荷・スピンダイナミクスの研究2015

    • 著者名/発表者名
      宮本辰也,大澤尚幸,松井裕太,寺重翼,小野貴晃,矢田祐之,渡部裕也,足立俊輔,伊藤利充,Bingsheng Li,澤彰仁,笹川崇男,岡本博
    • 学会等名
      日本物理学会第70回年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学(東京都新宿区)
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-24
  • [学会発表] テラヘルツ波を用いた二次元銅酸化物の電場変調反射分光2015

    • 著者名/発表者名
      寺重翼,小野貴晃,宮本辰也,森本剛史,矢田祐之,貴田徳明,伊藤利充,笹川崇男,岡本博
    • 学会等名
      日本物理学会第70回年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学(東京都新宿区)
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-24
  • [学会発表] 時間分解電子線回折法を用いたトポロジカル絶縁体の光誘起ダイナミクスの観測2015

    • 著者名/発表者名
      羽田真毅,則松桂,C,Sercan Keskin,鶴田哲也,五十嵐九四朗,笹川崇男,恩田健,萱沼洋輔,R. J. Dwayne Miller,腰原伸也,中村一隆
    • 学会等名
      日本物理学会第70回年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学(東京都新宿区)
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-24
  • [学会発表] 時間分解ARPESで研究するBi系銅酸化物高温超伝導体の電子状態2015

    • 著者名/発表者名
      近藤猛,石田行章,坂本英城,竹内恒博,笹川崇男,辛埴
    • 学会等名
      日本物理学会第70回年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学(東京都新宿区)
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-24
  • [学会発表] フェムト秒時間分解電子線回折法の開発:トポロジカル絶縁体の光誘起構造ダイナミクスの観測2015

    • 著者名/発表者名
      羽田真毅、則松桂、田中誠一、Keskin Sercan、鶴田哲也、五十嵐九四朗、石川忠彦、萱沼 洋輔、Miller R. J. Dwayne、笹川崇男、恩田健、腰原伸也、中村一隆
    • 学会等名
      62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学(神奈川県平塚市)
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-14
  • [学会発表] トポロジカル絶縁体Bi2Te3の光励起電子・格子ダイナミクス2015

    • 著者名/発表者名
      則松桂、羽田真毅、鶴田哲也、五十嵐九四郎、田中誠一、恩田健、笹川崇男、中村一隆
    • 学会等名
      62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学(神奈川県平塚市)
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-14
  • [学会発表] Nanoscale Charge-order Dynamics in Stripe-phase Nickelates Probed via Ultrafast THz Spectroscopy2015

    • 著者名/発表者名
      G. Coslovich, S. Behl, B. Huber, W.-S. Lee, Z.-X. Shen, T. Sasagawa, H. A. Bechtel, M. C. Martin, R. A. Kaindl
    • 学会等名
      APS March Meeting 2015
    • 発表場所
      Texas、USA
    • 年月日
      2015-03-02 – 2015-03-06
  • [学会発表] トポロジカル絶縁体Sb2Te3のコヒーレント光学フォノン2014

    • 著者名/発表者名
      則松桂,羽田真毅,山本宗平,笹川崇男,中村一隆
    • 学会等名
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道札幌市)
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-20
  • [備考] http://www.msl.titech.ac.jp/~sasagawa/index.html

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公開日: 2016-06-01  

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