物性実験I

光電子固体物性

教員

教授/佐藤 宇史
准教授/相馬 清吾 准教授/菅原 克明
助教/中山 耕輔

研究について

1. はじめに
 本研究室では、光電子分光法を主な実験手段として、トポロジカル絶縁体、高温超伝導体、グラフェンなどの新機能物質の電子構造とその物性発現機構解明の研究を進めています。これらの電子系で観測される特異な物性(超伝導、金属-絶縁体転移等)は、そのフェルミ準位近傍の微細な電子構造に起因します。角度分解光電子分光(Angle-Resolved PhotoEmission Spectroscopy: ARPES)は、固体のバンド構造を直接観測決定できる強力な実験手段であり、近年目覚ましいエネルギー分解能の向上を達成しました。

2.研究内容
 本研究室では、世界最高水準の超高分解能光電子分光装置の建設・改良を行うと同時に、トポロジカル物質や強相関電子系の特異な物性発現機構とその電子構造の関係を明らかにする研究を行っています。現在進めている具体的な研究は、以下のとおりです。

  1. 新型ナノスピンARPES 装置の開発と、スピントロニクス関連物質における電子構造の解明
  2. トポロジカル絶縁体・半金属における電子構造の解明と、エキゾチック準粒子(ディラック・ワイル・マヨラナ粒子)の探索
  3. グラフェンおよびポストグラフェン原子層薄膜の特異物性発現機構の解明。とりわけ、ディラック電子的振舞の解明
  4. 鉄系および銅酸化物高温超伝導体の電子構造と超伝導発現機構。とりわけ、超伝導発現の鍵を握るフェルミ準位近傍の準粒子の形成過程と超伝導発現機構の関係
  5. 空間反転対称性の破れた系におけるスピン軌道相互作用とスピン偏極電子状態
  6. 分子線エピタキシーによる薄膜作製と、トポロジカル絶縁体・高温超伝導体・原子層物質のハイブリッド構造における新奇物性創発
  7. さらに、国内外の放射光実験施設(NanoTerasu,高エネルギー加速器研究機構Photon
    Factory, 分子科学研究所UVSOR, SOLEIL(仏), DIAMOND(英)など)で、放射光を利用した共同利用実験も行っています。

    図1 NanoTerasuで建設中のNano-ARPES 装置

    図2 角度分解光電子分光で決定したト ポロジカル絶縁体超構造のバンド分散
ページの先頭へ