ISSP - The institute for Solid State Physics

Organization
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近藤研究室
准教授
近藤 猛
助教
黒田 健太
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固体中の電子状態を逆空間で描くバンド構造は、物質のあらゆる電子物性を理解する上での基礎を与える。角度分解光電子分光は、光を物質に照射して飛び出す光電子を角度及びエネルギーの関数としてイメージングすることでバンド構造を可視化する強力な実験手法である。この技術をベースとして、バンドが持つスピン構造をスピン分解によって選り分け、さらには、パルス光で瞬間的に非平衡状態へと乱された電子系が再び冷えて秩序化するダイナミクスをフェムト秒スケールで観測(時間分解)することで、多彩な電子物性がバンド構造を通して見えてくる。当研究室では、このような卓越した光電子分光技術を駆使して、非従来型の(高温)超伝導体、遍歴と局在の狭間で織りなされる重い電子系や電子相関系物質、強いスピン軌道相互作用に起因して発現するトポロジカル量子相、及び固体表面や薄膜で制御する量子井戸構造などの電気磁気物性を、直接観察で得られるバンド構造を舞台に研究する。さらには、ヘリウム3クライオスタットや極限レーザー光源を用いて、最低到達温度及びエネルギー分解能で共に世界最高性能となる角度分解光電子分光装置を開発し、フェルミ準位極近傍で生じる微細な電子構造(エネルギーギャップや素励起カップリング構造)を解明する。

(a) 銅酸化物高温超伝導体Bi2Sr2CuO6+dの結晶構造。(b)光電子アナライザー。(c) 角度分解光電子分光実験の模式図。(d) バンド分散のスナップショット。(e) バンド構造の全体図。(f) フェルミ面周りで描く超伝導と擬ギャップの競合関係。(g)超伝導転移温度(Tc)より高温(黒線)と低温(赤線)で測定したフェルミ面周りのスペクトル。(h) (g)で示すスペクトルのTc上下での差分。超伝導成分が赤で塗られており、(f)で模式的に示す赤の領域と対応する。

研究テーマ

  1. 極限レーザーを励起光源とする超高分解能角度分解光電子分光装置の開発
  2. 角度分解・スピン分解・時間分解光電子分光で見る超伝導やトポロジカル量子相
  3. 放射光を利用した光電子分光で研究する強相関電子系物理