モアレ構造中の光励起された電子ダイナミクスに関する分光学的研究

莫尔结构中光激发电子动力学的光谱研究

• 批准号: 22H01960
• 负责人: 荒船 竜一
• 金额: $ 11.56万
• 依托单位: National Institute for Materials Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01960/
• 关键词: モアレ構造; レーザー光電子分光; 走査トンネル分光; エムベッディッド・ グリーン関数法; 表面超構造; 電子ダイナミクス; 表面; 光励起電子; 二光子光電子分光

異なる周期をもつ2次元系を重ね合わせたとき、元来の系が持つ格子間隔より長周期のモアレ構造が生じる。電子はそれぞれの２次元系で動いていた状態とは異なり、長周期構造によって導入されるモアレ・ポテンシャルに束縛され、バンド構造が変調される。その結果、光励起電子のダイナミクスやエキシトン形成など系の光学特性が変わると期待される。運動量空間における価電子・伝導帯両方の電子特性と、実空間におけるモアレ・ポテンシャル分布の相関は、モアレ構造とその光学特性の関係を理解する上で重要である。本研究は二光子光電子分光と走査型トンネル顕微鏡、実験と直接比較できる半無限固体表面の密度汎関数計算による理論解析を駆使して、電子バンド構造と光励起電子の緩和過程、およびモアレ・ポテンシャルの空間分布を調べる。これらの関係を明らかにすることによって、モアレ構造を用いた光学特性の定量的なチューニングに必要な指導原理が与えられる。今年度は、表面系としてXe/Ir(001)について二光子光電子分光を行い解析した。通常のスパッタリング・アニーリングサイクルではIr(001)-(5x1)となることが知られている。この表面にXeを蒸着して仕事関数を下げ、鏡像準位の観測に成功した。(5x1)表面では、バンド・ギャップが観測された。このIr(001)-(5x1)に水素処理、酸素処理を行うことによってIr(001)-(1x1)となる。あわせてXe/Ir(001)-(1x1)についても二光子光電子スペクトルを測定し、このエネルギーギャップが消失することを発見した。この結果は超構造に由来するポテンシャルの変化に起因した電子ダイナミクスの変化によると解釈でき、解析を進めている。

当叠加不同周期的二维系统时，发生的摩尔结构比原始系统的晶格间距更长。与每个二维系统中电子移动的状态不同，它们受到长周期结构引入的摩尔电势的约束，并调制了带结构。结果，预计系统的光学特性（例如光激发电子动力学和激子形成）将会发生变化。在动量空间中价电子的电子性质与传统带的电子性能与真实空间中的Moire电位分布之间的相关性对于理解Moire结构及其光学特性之间的关系很重要。这项研究使用两光子光电子光谱，扫描隧道显微镜和理论分析，使用密度功能计算在半无限固体表面上，可以将可以直接与实验进行比较，以研究电子带结构和光脱位电子的弛豫过程，以及Moire Extirs的空间分布。通过阐明这些关系，提供了使用Moire结构定量调整光学性质所需的指导原则。今年，通过两光子光电光谱法分析了XE/IR（001）。众所周知，在正常的溅射和退火循环中，IR（001） - （5x1）为IR（001） - （5x1）。 XE沉积在该表面以降低工作函数，并成功观察到了镜像水平。在（5x1）表面上，观察到带隙。该IR（001） - （5x1）的氢化和氧处理得到IR（001） - （1x1）。另外，测量了针对XE/IR（001） - （1x1）的两光子光电光谱，并发现该能隙消失了。该结果可以解释为由上层建筑带来的电势变化引起的电子动力学的变化，分析正在进行中。

项目成果

Tip-Mediated Bandgap Tuning for Monolayer Transition Metal Dichalcogenides

• DOI: 10.1021/acsnano.2c05841
• 发表时间: 2022-08-29
• 期刊: ACS NANO
• 影响因子: 17.1
• 作者: Lin，Meng-Kai;Chen，Guan-Hao;Lin，Chun-Liang
• 通讯作者: Lin，Chun-Liang

Anomalous dewetting growth of Si on Ag(111)

• DOI: 10.1039/d2nr03409c
• 发表时间: 2022-09-16
• 期刊: NANOSCALE
• 影响因子: 6.7
• 作者: Kawakami, Naoya;Arafune, Ryuichi;Lin, Chun-Liang
• 通讯作者: Lin, Chun-Liang

Noncentrosymmetric characteristics of defects on WTe2

WTe2 缺陷的非中心对称特征

• DOI: 10.1103/physrevb.106.075428
• 发表时间: 2022
• 期刊: Physical Review B
• 影响因子: 3.7
• 作者: Chen Wan-Hsin;Kawakami Naoya;Lin Jhe-Jhih;Huang Hsiang-I;Arafune Ryuichi;Takagi Noriaki;Lin Chun-Liang
• 通讯作者: Lin Chun-Liang

National Yang Ming Chiao Tung University(その他の国・地域 台湾)

国立阳明交通大学（台湾其他国家/地区）

Scanning Tunneling Microscopy-Based Inelastic Electron Tunneling Spectroscopy Study of the FePc 2D Lattice on Au(111) at 77 K

基于扫描隧道显微镜的 77 K 下 Au(111) 上 FePc 二维晶格的非弹性电子隧道光谱研究

• DOI: 10.1021/acs.jpcc.2c04032
• 发表时间: 2022
• 期刊: The Journal of Physical Chemistry C
• 作者: Amrit Pratyay;Kawakami Naoya;Lai Yen-Yu;Arafune Ryuichi;Takagi Noriaki;Lin Chun-Liang
• 通讯作者: Lin Chun-Liang