マイクロ波走査型トンネル顕微鏡の開発

微波扫描隧道显微镜的研制

• 批准号: 16760028
• 负责人: 岩谷 克也
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: The Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16760028/
• 关键词: STM; マイクロ波; 走査型トンネル顕微鏡; 強相関電子系; 高温超伝導

走査型トンネル顕微鏡(STM)は試料表面の電子状態を原子レベルの空間分解能で測定できるため、幅広い分野に適用されている。本研究では、測定量であるトンネル電流を従来の直流ではなく、マイクロ波領域の交流にすることにより、単一スピン検出および絶縁体に対する測定を実現し、強相関電子系が示す様々な現象において鍵となる競合する電子相境界近傍の局所電子状態を明らかにすることを目的とした。以下に成果を列挙する。1.従来型のSTMユニットを改良し、安定度の向上に成功した。長時間に渡る安定したSTM測定を実現するためには、STMユニットの剛性をできるだけ高くし、振動ノイズの影響を受けないようにすることが重要である。また、これを研究室が所有する低温超高真空STMに取り付けることによって、強相関電子系の物性を調べる上で必要不可欠な極低温、強磁場環境下での測定を可能にした。2.量子相転移に伴う状態密度変化の測定に初めて成功。量子相転移は、熱ゆらぎに起因する古典的な相転移とは異なり、量子ゆらぎを駆動力とするため、様々な量子性の顕在化が期待される。上述の装置を用いて、磁場による量子相転移をまたいだ、究極の空間分解能である同一の原子上での高エネルギー分解能スペクトロスコピーに成功し、これまで提唱されてきた単純なゼーマン効果に基づくモデルとは完全に異なることを明らかにした。3.交流走査型トンネル顕微鏡対応インサートの作製。インサートの作製で時間切れになったが、1,2を実現する上で得た工夫を取り入れることにより、今後安定した交流型STMを実現できると確信している。

A scanning microscope (STM) is used to determine the spatial resolution energy of the atomic phase of the electron state on the sample surface. In this study, the measurement of the current in the direct current field is carried out, and the measurement of the electron state in the field of strong correlation is carried out. The results are listed below. 1. The improvement of STM stability and stability. Long term stability and STM measurements are important because of their stiffness and vibration. In this study, it is necessary to adjust the physical properties of the strongly correlated electron system in all low temperature and ultra-high vacuum STM environments. 2. The initial measurement of quantum phase shift accompanied by state density change was successful. The quantum phase shift is caused by the classical phase shift, the quantum phase shift, the quantum phase shift, and the quantum phase shift. The above devices are used in the magnetic field, quantum phase shift, and final spatial decomposition energy. The same atom has high decomposition energy. 3. How to control the communication server with the AC walk-through micro mirror. The time of operation of the STM is changed to 1,2 and the time of operation of the STM is changed to 1,2.

项目成果

Imaging nanoscale electronic inhomogeneity in the lightly doped Mott indulator Ca_<2-x>Na_xCuO_2Cl_2

轻掺杂莫特绝缘体 Ca_<2-x>Na_xCuO_2Cl_2 中纳米级电子不均匀性的成像

• 发表时间: 2004
• 期刊: Physical Review Letters 93
• 作者: K.Yamashita;K.Oe;T.Kita;O.Wada;Y.Wang;C.Geng;F.Scholz;H.Schweizer;Katsuya Iwaya;Yuhki Kohsaka
• 通讯作者: Yuhki Kohsaka