放射光を用いた高分解能共鳴角度分解光電子分光法による近藤半導体の電子構造の研究

使用同步辐射的高分辨率共振角分辨光电子能谱研究近藤半导体的电子结构

• 批准号: 14740193
• 负责人: 島田 賢也
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14740193/
• 关键词: 近藤半導体; 共鳴光電子分光; 高分解能光電子分光; 放射光; CeRhAs; CeRhSb

本研究では広島大学放射光源HiSORアンジュレータービームラインに接続した高分解能光電子分光装置の改良、性能向上をはかった。その結果、hν=40-150eVの真空紫外・軟X線領域の放射光利用の光電子分光では、世界最高の高エネルギー分解能(7-20meV)を達成した。また低温物性と直接関わる電子状態を観測するため、試料温度の低温化を進めた結果、6Kが達成できるようになった。低温で(擬)ギャップを持つ近藤半導体CeRhAs、近藤半金属CeRhSb単結晶試料について詳細な温度可変高分解能共鳴光電子分光実験を行った。その結果、CeRhAsのCe4f電子状態に降温とともにエネルギーギャップが形成される様子を直接観測することができた。さらにフェルミ分布関数の温度広がりを利用してフェルミ準位よりも上(非占有電子状態側)の近藤共鳴ピークを直接観測することに初めて成功し、近藤温度が1500K程度であることを明らかにした。価数揺動物質であるCeRhX(X=In, Sn)単結晶について高分解能共鳴光電子分光実験を行った。Ce4f状態、Rh4d状態ともにCeRhX(X=As, Sb)と異なることが示され、フェルミ準位近傍の電子状態の違い(c-f混成の違い)がエネルギーギャップ形成に深く関与していることが明らかとなった。都立大学との共同研究で理想的な一次元電子系と見なされるカーボンナノチューブの温度可変高分解能光電子分光実験を行った。その結果、フェルミ準位付近の光電子スペクトル強度のエネルギー依存性、およびフェルミ準位直上でのスペクトル強度の温度依存性が「べき乗則」に従うことが明確に示された。これは朝永-ラッティンジャー流体が実現していることを実験的に初めて証明するものであり、Nature誌に掲載された。この成果は、本科学研究費補助金を受けて測定系を改良・整備したことが大きく貢献している。

This research aims to improve the performance of high-resolution energy optoelectronic spectroscopy devices connected to the HiSOR radiation source of Hiroshima University. As a result, the world's highest photoelectron spectroscopy (7-20meV) for the use of radiation in the vacuum ultraviolet and soft X-ray fields with h v =40-150eV was achieved. Low temperature physical properties are directly related to electronic state measurement, sample temperature and low temperature progress results, 6K to achieve Low temperature semiconductor CeRhAs, Kondo semiconductor CeRhSb single crystal sample detailed temperature variable high decomposition energy resonance photoelectron spectroscopy As a result, CeRhAs and Ce4f electron states are cooled down and formed directly. The temperature distribution of the Kondo resonance was measured directly at the first time, and the Kondo temperature was measured at 1500K CeRhX(X=In, Sn) is a highly dissociative substance, and resonance photoelectron spectroscopy is used. Ce4f state, Rh4d state and CeRhX(X=As, Sb) are different from each other. The electronic state near the quasi-position is different from each other (c-f hybrid). The joint research of the University of Tokyo has established an ideal one-dimensional electron system, which can be used for high-resolution photoelectron spectroscopy. The results show that the dependence of photoelectron intensity on temperature and the dependence of photoelectron intensity on photoelectron intensity. This is the first time I've ever seen a person who's been in a relationship with a person who's been in a relationship with a person. The results of this scientific research grant are determined by the improvement of the system and the contribution of the system.

项目成果

K.Shimada, et al.: "High-resolution low-temperature photoemission spectroscopy at HiSOR linear undulator beamline"Surface Review and Letters. 9・1. 529 (2002)

K.Shimada 等人：“HiSOR 线性波荡器光束线的高分辨率低温光电子能谱”Surface Review and Letters 529 (2002)。

島田賢也: "HiSORにおける真空紫外・軟X線領域の高分解能光電子分光"日本放射光学会誌. 16・4. 213 (2003)

岛田肯尼亚：“HiSOR 中真空紫外和软 X 射线区域的高分辨率光电子能谱”，日本辐射光学学会杂志，16, 4. 213 (2003)。

H.Sato, et al.: "Temperature-dependent high-resolution spectroscopy of YbMCu4 (M=In, Cd, Mg)"Surface Review and Letters. 9・1. 1079 (2002)

H.Sato 等人：“YbMCu4 (M=In、Cd、Mg) 的温度相关高分辨率光谱”Surface Review and Letters 9・1 (2002)。

H.Sato, et al.: "X-dependent electronic structure of YbXCu4 (X=In, Cd, Mg) investigated by high-resolution photoemission spectroscopy"Journal of Physics : Condensed Matter. 14. 4445 (2002)

H.Sato 等人：“通过高分辨率光电子能谱研究了 YbXCu4 (X=In、Cd、Mg) 的 X 依赖性电子结构”《物理学杂志：凝聚态》。

S.Qiao, et al.: "Electron optics with cylindrical deflector for spin-resolved inverse photoemission spectroscopy"Surface Review and letters. 9・1. 487 (2002)

S.Qiao 等人：“用于自旋分辨逆光电子能谱的圆柱形偏转器的电子光学”表面评论和信件 9・1（2002）。