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高分解能レーザ光電子分光装置の開発と金属ナノ構造体励起量子化電子状態の研究

高分辨率激光光电子能谱发展及金属纳米结构激发量子化电子态研究

基本信息

批准号：
15684006
负责人：
田中章順
金额：
$ 19.72万
依托单位：
Kobe University (2004-2005)Tohoku University (2003)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、まず第1にフェムト秒超短パルスレーザを励起光源とした高(エネルギー、時間、角度)分解能時間分解・角度分解2光子光電子分光装置を開発することを目的とした。そして分子線エピタキシー(MBE)法により作製した金属人工格子の最小構成単位である遷移金属基板上の貴金属ナノ薄膜についての角度分解2光子光電子分光測定より、フェルミレベル直上に発現する非占有量子化電子構造の詳細について明らかにし、これらの非占有量子化電子準位を中間励起状態にした時間分解・角度分解2光子光電子分光により、量子状態(エネルギーE、運動量k)分解した金属ナノ薄膜構造における励起電子ダイナミクスを明らかにすることを第2の目的とした。本年度は昨年度までにほぼ構築した高分解能時間分解・角度分解光電子分光装置の改良、調整を引き続き行い、それらの装置を用いて、当初の計画通りMBE法により系統的に作製した遷移金属基板上の貴金属ナノ薄膜について、それらの非占有量子化電子構造及び励起電子ダイナミクスの直接観測を現在行っている。また通常の実験室光源を用いた角度分解光電子分光により、上記と同様の貴金属ナノ薄膜に発現するフェルミ準位近傍の占有量子化電子構造の詳細(量子化準位のエネルギー固有値及びそれらの膜厚依存性、基板電子構造との混成効果)について明らかにした。これらの実験結果は現在考察を行っている励起電子ダイナミクス、とりわけ電子-電子散乱過程を議論する上でリファレンスとなる。

In this study, the first phase of the ultra-short wavelength excitation light source, high (wavelength, time, angle) resolution energy, time resolution and angle resolution of the 2-photon optoelectronic spectrometer were developed. The minimum composition unit of metal artificial lattice prepared by molecular wire (MBE) method and the angle decomposition of noble metal thin film on metal substrate were measured by 2 photon photoelectron spectroscopy. The non-occupied quantized electron level is in the intermediate excited state, and the time resolution and angle resolution are in the second photon photoelectron spectroscopy state. This year, we have been working on the improvement and adjustment of high resolution energy time resolution and angle resolution optoelectronic spectroscopic devices, the application of new devices, and the implementation of direct measurement of noble metal thin films on metal substrates by MBE method. In general, the angle resolution photoelectron spectroscopy of the chamber light source is used, and it is noted that the same noble metal thin film is generated in the vicinity of the quantization level, and the occupation of the quantized electronic structure is detailed (the quantization level, the inherent value, and the film thickness dependence of the substrate, the electronic structure of the substrate, and the hybrid effect). The results of this study are as follows: (1) The electron scattering process is discussed in detail.