表面終端により異なるトポロジカル表面状態とスピン流ダイナミクス

拓扑表面状态和自旋流动力学因表面终止而异

• 批准号: 21H01752
• 负责人: 福本 恵紀
• 金额: $ 10.57万
• 依托单位: High Energy Accelerator Research Organization
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01752/
• 关键词: 光電子分光; 超高速; 計算科学; トポロジカル絶縁体; 顕微分光; スピン; スピン流; 第一原理計算

研究代表者は，これまでに，フェムト秒光電子顕微鏡(femtosecond photoemission electron microscopy: fs-PEEM)を利用して半導体中の電子ダイナミクスを高い時間・空間・エネルギー分解能を利用してイメージングを行ってきた．本研究の目的は，fs-PEEM利用によるスピンダイナミクス観測である．スピンダイナミクス観測に先立ち，典型的なトポロジカル絶縁体であるBi2Se3単結晶表面の電子ダイナミクス観察を行った．fs-PEEM測定により，Bi2Se3表面は，数10ミクロンサイズのドメインで形成されていることが観測され，それぞれのドメインで光電子スペクトルの形状と電子ダイナミクスが異なる結果が得られた．研究分担者らによる第一原理計算で得られたバンド構造から，へき開された表面を終端する原子層は不均一であることが明らかとなった．また，光照射によるバルクバンドギャップを超えて励起された電子が，ある表面状態(Se膜が最表面にくるS1表面)では，ディラック状態を経由して，基底状態に戻ることを確認した．ディラック点での再結合を経由するために他の表面状態と比較して10倍程度再結合時間が長いことが分かった．これは，ディラック状態を利用するデバイス開発に重要な情報となる．この成果は，論文投稿準備中である．トポロジカル絶縁体表面のスピンダイナミクス観測円滑に遂行するために，2021年度に修理した光電子顕微鏡を設置するための真空チャンバーを設計し，その動作確認が完了している．

The representative researchers said that the use of femtosecond photoemission electron microscopy (fs-PEEM) in semiconductor electron spectroscopy can make use of time, space and biological decomposition energy. The purpose of this study is to investigate the utilization of fs-PEEM. In the fs-PEEM measurement, the Bi2Se3 crystal surface is formed in a number of 10. In the fs-PEEM measurement, the photoelectron surface is formed in a number of 10. In the fs-PEEM measurement, the photoelectron surface is formed in a number of 10. In the fs-PEEM measurement, the electron surface is formed in a number of 10. In the fs-PEEM measurement, the electron surface is formed in a number of 10. In the fs-PEEM measurement, the electron surface is formed in a number of 10. In the fs-PEEM measurement, the electron surface is formed in a number of 10. The first principle calculation of the study participant shows that the atomic layer is not uniform at the end of the surface. When irradiated with light, the electrons are excited and the surface state (Se film is the outermost surface of S1) is confirmed. The recombination time between the two points is 10 times longer than that of the surface state. This information is important to the development of the information.この成果は，论文投稿准备中である. In 2021, the maintenance of optoelectronic micromirrors was carried out, and the design and operation of optoelectronic micromirrors were confirmed.

项目成果

n-GaAs表面における光励起キャリアの第一原理計算理論

n-GaAs表面光生载流子第一性原理计算理论

• 发表时间: 2022
• 作者: 河原田海渡;佐々木成朗;山添誠司;大内涼雅，草部浩一，北谷基治，福本恵紀，石田邦夫
• 通讯作者: 大内涼雅，草部浩一，北谷基治，福本恵紀，石田邦夫

CNRS(フランス)

法国国家科学研究中心（CNRS）

光電子放出量定量評価のためのBi2Se3表面計算

Bi2Se3表面计算定量评价光电子发射量

• 发表时间: 2022
• 作者: 草部 浩一;山本 陸人;福本 恵紀;石田 邦夫
• 通讯作者: 石田 邦夫

Carrier‐Transport Mechanism in Organic Antiambipolar Transistors Unveiled by Operando Photoemission Electron Microscopy

Operando 光电发射电子显微镜揭示有机反双极晶体管中的载流子传输机制

• DOI: 10.1002/adma.202201277
• 发表时间: 2022
• 期刊: Advanced Materials
• 影响因子: 29.4
• 作者: Hayakawa Ryoma;Takeiri Soichiro;Yamada Yoichi;Wakayama Yutaka;Fukumoto Keiki
• 通讯作者: Fukumoto Keiki

Observation of photo-excited carrier dynamics in semiconductors with time, space, and energy resolutions

在时间、空间和能量分辨率下观察半导体中的光激发载流子动力学

• DOI: 10.11470/jsaprev.220406
• 发表时间: 2022
• 期刊: JSAP Review
• 作者: 蓑和怜央;櫻井英博;佐々木成朗;Keiki Fukumoto/Shin-ya Koshihara
• 通讯作者: Keiki Fukumoto/Shin-ya Koshihara