電子物性グループ


電子物性グループリーダー
組頭 広志

光電子分光、X線吸収分光などの手法を用いて物質の電子状態を調べることで、物質の性質や材料の機能の起源を解明する研究を行っています。さらにそれらの研究を最先端でおこなうために、高性能のビームラインや実験装置を開発しています。内部スタッフによる研究の他に、大学共同利用機関として、共同利用研究を推進しています。また機能性材料、環境材料、電子デバイス材料の分野における産学官連携研究も進めています。


【主な研究分野】

強相関酸化物超構造を用いた新奇量子状態の観測と制御

強相関酸化物と呼ばれる遷移金属酸化物の中には、高温超伝導や巨大磁気抵抗効果などの驚くべき物性を示すものがあります。いわば「天才児」達です。その秘密は、電子同士がお互いに強く影響し合う状態にある「強相関電子」にあります。近年、強相関酸化物をベースにした量子井戸などの人工構造を用いて、この強相関電子を制御しようという研究が固体物理学の大きな潮流となっています。当研究室では、この「天才児」の振る舞いを、高エネルギー加速器研究機構の放射光施設Photon Factoryからの放射光を用いて研究しています。具体的には、放射光を用いた先端計測(光電子分光・内殻吸収分光など)という「見る」技術と酸化物分子線エピタキシー(MBE)という酸化物を原子レベルで制御しながら「作る」技術を高いレベルで融合するにより、強相関酸化物の物性を設計・制御しながら新しい量子物質の創成を目指しています。

金属磁性薄膜の示す特異な磁性の解明と制御

原子レベルで制御された磁性薄膜は、垂直磁気異方性や巨大磁気抵抗効果など、バルク磁性体には無い特長を示すことから、いわゆるスピントロニクス材料としてはもちろん、基礎科学としての観点からも盛んに研究されています。磁性薄膜においては、特にその表面や界面の状態を知ることが重要です。例えば強磁性体/絶縁体/強磁性体という構成の三層膜は、極めて大きなトンネル磁気抵抗効果(磁場によってトンネル抵抗が異なる現象)を示すため、磁気記録デバイスの読み取りヘッドとして利用されるとともに、これを利用した不揮発性かつ高速書き換えが可能な磁気メモリも実用化段階にあります。こうした素子では、強磁性体と絶縁体の界面のまさに1原子層がどのような化学状態・磁気状態になっているかによって、性能が大きく変わってしまいます。当研究室では,深さ分解X線磁気円二色性など、新しい分析法を開発しながら磁性薄膜の表面・界面を明らかにし、得られた情報をもとにして磁性を制御することを目指しています。

メンバー

氏名役職 担当BL 専門分野
組頭 広志 教授 BL-2A/B 表面・界面物性、光電子分光
雨宮 健太 教授 BL-16A/B 軟X線吸収分光学、表面磁性
間瀬 一彦 准教授 BL-13A/B 軟X線分光学、表面科学
小野 寛太 准教授 BL-28A/B 軟X線イメージング、磁性材料
酒巻 真粧子 助教 BL-16A/B 軟X線吸収分光学、表面磁性

【担当ビームライン】

BL-2A 固体表面・界面光電子分光実験ステーション

BL-2B 機能性材料解析ステーション

BL-13A/B 表面化学研究用真空紫外軟X線分光ステーション

BL-16A 可変偏光軟X線分光ステーション

BL-28A/B 可変偏光VUV・SX不等間隔平面回折格子分光器・高分解能角度分解光電子分光実験ステーション

【リンク】

BL2Aのホームページ http://oxides.kek.jp/BL2construction.html