Study of superconductors by laser-ARPES

激光-ARPES研究超导体

• 批准号: 19H00651
• 负责人: 辛 埴
• 金额: $ 27.62万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19H00651/
• 关键词: 超伝導; 光電子分光; マヨラナ粒子; スピン偏極光電子分光; 時間分解光電子分光; 高分解能光電子分光; 超伝導; 光電子分光; マヨラナ粒子; スピン偏極光電子分光; 時間分解光電子分光; 高分解能光電子分光

近年、全く新しい概念を持った超伝導体が出現してきた。光誘起超伝導とトポロジカル超伝導体である。前者は、超短パルスレーザー光で生成した超伝導のヒッグス粒子が観測されることにより、光誘起超伝導のメカニズムを明らかにする事が出来る。一方、後者は、極限まで微小エネルギーを計測するARPESが可能になったことにより、素粒子では発見されていないマヨラナ粒子が固体内で発見される可能性が出てきた。本研究では、これまで築いた現有のレーザー光電子分光の装置（レーザー超高分解能極低温光電子分光装置とレーザー時間分解光電子分光装置）を有効に活用し、最大限に成果を上げるよう光誘起超伝導とトポロジカル超伝導の研究を行う。（１）レーザー超高分解能極低温光電子分光においては、すでに発見したトポロジカル超伝導体の研究をさらに深め、ほかにも同様なトポロジカル超伝導体がないかの探索を続ける。さらに、光電子顕微鏡（PEEM)を用いて、超伝導体のメゾスコピックな電子構造の研究を始める。（２）レーザー時間分解光電子分光においては、すでに我々は鉄系超伝導体の母物質において初めて、光誘起超伝導の兆しを発見している。これらの研究をさらに発展させ、光誘起超伝導が確実に起きているかどうかを検証するために、特に、ポンプ光の近赤外光やテラヘルツ光の開発を行い、特定のフォノンを励起できるように時間分解光電子分光装置の改造を行う。また、鉄系以外にも光誘起超伝導を起こす物質がないかどうか物質探索も更に行う。この二つの光電子分光装置は、全国共同利用を通じて、様々な共同利用者の知恵を借り、新奇物質の開発や新奇物性の開発も行う。

近年来，出现了具有全新概念的超导体。它是光诱导的超导性和拓扑超导体。前者允许观察由超短脉冲激光产生的超导性希格斯颗粒，从而揭示了光诱导的超导性的机理。另一方面，通过ARPES可以实现后者，该ARPE可以测量极端的微能，并且可能在固体中发现了未在基本颗粒中发现的Majorana颗粒。在这项研究中，我们将有效地利用现有的激光光电学光谱设备（激光超高分辨率的超晶光学光电学光谱设备和激光时间分辨的光电学光谱设备），我们已经构建了到现在，并将研究光电传感器科学范围以最大程度地提高结果。 （1）在激光超高分辨率，超乳清光学光谱法中，我们将进一步加深对我们已经发现的拓扑超导体的研究，并继续寻找其他类似的拓扑超导体。此外，我们将开始使用光电显微镜（PEEM）研究超导体的介观电子结构。 （2）在激光时间分辨的光电子光谱学中，我们已经在基于铁的超导体的基质材料中首次发现了光诱导的超导性的迹象。为了进一步开发这些研究并验证光诱导的超导性是否可靠地发生，我们专门开发了泵光的近红外和Terahertz灯，并修改了时间分辨的光电学光谱设备以激发特定的声子。此外，可以搜索除了引起光诱导超导性的铁基材料以外的任何物质。这两种光电子光谱设备还使用各种联合用户的智慧，通过全国性的联合使用来开发新颖的材料和新型特性。