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J-GLOBAL ID：201602219039133074   整理番号：16A0209739

超高速時間分解光電子分光法

Ultrafast Time-Resolved Photoemission Spectroscopy

著者 (1件)： 石田行章 (東京大学物性研究所)
資料名： 表面科学  (JSSSJ)
巻： 37  号： 1  ページ： 31-36 (J-STAGE)  発行年： 2016年 
JST資料番号： F0940B  ISSN： 0388-5321  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 解説  発行国： 日本 (JPN)  言語： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： フェムト秒域のパルスレーザー光源を用いたポンププローブ法とPESを組み合わせた超高速時間分解光電子分光法(TRPES)に関し,東京大学物性研究所(ISSP)極限コヒーレント光科学研究センター(LASOR)で開発されてきた3種類のTRPES装置,1)高繰り返しYb:FiberレーザーTRPES,2)高エネルギー分解能TRPES,および3)極紫外域TRPESとこれらを用いた研究例を紹介する。蒸着Bi膜の弱励起(~サブ1μJ/cm²)TRPES測定を行い,価電子帯強度の5桁小さい過渡変化をフェムト秒域で捉えることに成功した。再生増幅Ti:Sapphireレーザーの比較的単色性のよい1.5eVパルスの4次高調波(5.9eV)プローブを用いて,エネルギ分解能10.5meVかつ時間分解能230fsのTRPES測定が可能となった。これはフェムト秒域TRPESでは最高のエネルギー分解能である。酸化物高温超伝導体Bi₂Sr₂CaCu₂O_8+δのd波ノード近傍の超伝導ギャップや分散の折れ曲がりなどの詳細電子構造と,その光照射による崩壊過程を直接捉えることが可能となり,ARPESでは通常見ることのできない非占有側のバンド分散を直接観測することも可能となった。トポロジカル絶縁体Bi_1.5Sb_0.5Te_1.7Se_1.3(BSTS)の占有側から非占有側にわたるバンド分散を示した。パルスで励起された電子が非占有側に過渡的に溜まり,非占有側のディラックバンドや伝導帯が明瞭に観測された。走査型トンネル顕微分光から得られた散乱ベクトルとの比較から,BSTSのトポロジカル表面バンド内での後方散乱が,100~180°の広い範囲にわたって抑制されていることが分った。高パルス強度が特徴の1kHz Ti:Siレーザーを駆動源として,20~60eVの高次高調波発生(HHG)が得られた。

シソーラス用語： *高速度 ,  *時間分解分光法 ,  *光電子分光法 ,  フェムト秒 ,  *フェムト秒レーザ ,  ポンププローブ法 ,  エネルギー分解能 ,  蒸着 ,  ビスマス ,  価電子バンド ,  過渡現象 ,  酸化物 ,  高温超伝導体 ,  エネルギーギャップ ,  電子構造 ,  光照射 ,  崩壊 ,  過程 ,  分散【dispersion】 ,  絶縁材料 ,  伝導バンド ,  光高調波発生 ,  後方散乱 ,  絶縁体 ,  トポロジカル絶縁体
準シソーラス用語： バンド分散 ,  *フェムト秒パルスレーザー ,  価電子帯 ,  過渡変化現象 ,  高次高調波発生 ,  *超高速 ,  超伝導ギャップ ,  伝導帯

分類 (2件)： 電子分光スペクトル  (BM09060K) ,  分析機器  (CC02020S)

引用文献 (29件)：

• 1) K. Okazaki, Y. Ota, Y. Kotani, W. Malaeb, Y. Ishida, T. Shimojima, T. Kiss, S. Watanabe, C.-T. Chen, K. Kihou,, C.H. Lee, A. Iyo, H. Eisaki, T. Saito, H. Fukazawa, Y. Kohori, K. Hashimoto, T. Shibauchi, Y. Matsuda, H. Ikeda, H. Miyahara, R. Arita, A. Chainani and Shin: Science 337, 1314 (2012).
• 2) R. Haight, J. Bokor, J. Stark, R.H. Storz, R.R. Freeman and P.H. Bucksbaum: Phys. Rev. Lett. 54, 1302 (1985).
• 3) R. Haight: Surf. Sci. Rep. 21, 275 (1995).
• 4) R Haight, J.A. Silberman and M.I. Lilie: Rev. Sci. Instrum. 59, 1941 (1988).
• 5) W.S. Fann, R. Storz, H.W.K. Tom and J. Bokor: Phys. Rev. Lett. 68, 2834 (1992).

タイトルに関連する用語 (2件)： 分解 ,  光電子分光法