| 研究実績の概要 |
ARPES実験の更なる高精度・高効率化、また将来のpump-probe実験のための準備として、準CWレーザー光源の立ち上げとAREPS装置への導入を行なった。ARPES装置の電子フォーカス点の許容誤差は励起光のスポットがスリットと同程度以下(典型的には0.2 mm)となると大変厳しくなることから、測定時の試料の３次元座標を厳密に保つために、試料のモニタリングシステムを導入し試料位置制御の高精度化した。さらに、レーザー出力と試料上のスポットの高安定化のために、共鳴成分の監視システム、光学調整機構の可視化・自動化、湿度対策、清浄化対策、振動対策などを行い、装置全体の性能を向上させた。以上の結果、微小試料においてARPESバンド測定の空間依存性などの実験に成功することができた。
これら装置開発と並行して、トポロジカル半金属や関連物質について、高分解能ARPES実験を行った。線ノード型のトポロジカル半金属の表面バンドについて確立する目的で、結晶構造にグライド対称性をもつZrGeXc(Xc=S,Se,Te)において軟X線AREPS実験を行い、３次元バルク線ノード構造の観測に成功した。さらに高分解能ARPES実験の結果、全ての物質において共通して表面Dirac-node-arc電子バンドを観測した。以上の結果から、この表面状態が結晶のもつグライド対称性に起因したトポロジカルな電子状態であるとの示唆を得た。また、超伝導秩序と表面ディラック電子状態の関わりを調べるために、３次元トポロジカル絶縁体TlBiSe2の上に超伝導Pb薄膜を成長させ高分解能ARPES実験を行なった結果、Pbの量子化井戸準位がTlBIiSe2の表面バンドと混成し、さらに超伝導相において超伝導ギャップを形成することを見出した。
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