高温超伝導や磁性をはじめとする固体の電気的・磁気的性質はすべて電子が担っています。本研究室では、固体中の電子状態を直接観測する事ができる放射光を用いて、固体物性現象のメカニズムの解明を目的としています。また、試料作製から測定まですべて超高真空下で行う事を可能にし、低次元物質の特異な物理現象など最先端の研究を幅広く行っています。特に、最新の技術を導入する事で高分解能を実現し、大きな研究成果を挙げています。本研究室は、学生が主役となって研究が進んでおり、学部生も先頭に立って最先端の研究を行っています。
高温超伝導体の微細電子構造の研究
高分解能角度分解光電子分光によって超伝導状態の準粒子を直接観測することで、電子が受ける相互作用の性格を調べ、高温超伝導発現の微視的メカニズムの解明に挑戦しています。
ナノスケールにおける磁気状態の研究
遷移金属のナノドットや量子細線、非磁性単結晶 (Cu、Au) 表面上の遷移金属薄膜などが示す特異な磁気状態・電子状態を磁気円二色性実験を用いて探索しています。近年は、同一真空内での STM を用いた試料評価と放射光を用いたその場観測を目標に装置開発にも力を入れています。
- HiSOR BL-14 における STM を用いた構造評価と in situ XMCD 分光
- 磁性超薄膜の磁気異方性の研究
- 内殻吸収磁気円二色性を用いた磁性超薄膜の磁性評価
- LEED I-V を用いた薄膜磁性体の構造評価
スピン分解光電子分光を用いた電子構造の研究
スピン分解光電子分光により、Bi および Sb の表面準位やTi酸化物が示すエネルギーギャップ形成、金属・絶縁体転移や価数転移などのメカニズムの解明に取り組んでいます。また、放射光科学研究センター (HiSOR) から得られる放射光を光源に用いる新装置の開発研究にも取り組んでいます。
- スピン角度分解光電子分光装置の開発
- 反転対称性の破れた強磁性体の電子構造の研究
- 磁性薄膜のスピン電子状態の研究
- トポロジカル絶縁体のスピン量子ホール効果の研究
- 半金属磁性体の電子状態の研究
- HiSOR BL-9B における VLEED 型スピン分解角度分解光電子分光装置の開発
固体中の準粒子構造の研究
高分解能角度分解光電子分光でフェルミ面全体の準粒子構造の精密観測を行い、多体相互作用（電子−電子、電子−フォノン、電子−マグノン、電子−不純物）の運動量や、バンド、スピンによる変化の研究という新領域を開拓しています。
- 固体金属中の準粒子が受ける多体相互作用の研究
- 固体中における多体相互作用の解明
- 単体金属における表面電子状態
- スピン密度波・電荷密度波状態の直接観測
- 角度分解光電子分光を用いた偏光依存電子状態の観測
低温走査トンネル顕微鏡（LT-STM）を用いた表面電子状態の研究
Pb や Al 単結晶体のナノワイヤーを真空中で作成し極低温に冷却し、一次元金属が示す特異な電子状態を走査トンネル顕微鏡を利用して解明しています。また、STS 測定を通じて非占有状態密度の直接観測にも取り組んでいます。
- STM,STSとは
- 研究例：
.STM と ARPES を用いた強磁性 Ni(111) 表面準位の研究
.シリコン基盤上成長した金属（Al, Bi, Pb）原子チェンにおける特異の電子状態の研究
.SiC(0001)表面に成長したグラフェン電子状態の研究
一次元金属電子状態の直接観測
炭素原子からなるカーボンナノチューブは一次元金属ネットワークを形成する。朝永振一郎氏が提唱した一次元金属電子の性質を放射光を用いた光電子分光により直接観測することに成功した。
広大光物性で研究してみませんか？
