240 研究系及び研究施設の現状
木 村 真 一 （助教授） （2002 年 4 月 1 日着任）
A -1)専門領域：物性物理学、放射光科学
A -2)研究課題：
a) 多重極限下赤外・テラヘルツ分光と角度分解光電子分光による強相関電子系の電子状態の研究 b) 放射光を使った新しい分光法の開発
A -3)研究活動の概略と主な成果
a) 多重極限下赤外・テラヘルツ分光と角度分解光電子分光による強相関電子系の電子状態の研究：赤外・テラヘルツ分 光と角度分解光電子分光は，どちらも物質の伝導を担っているフェルミ準位近傍の電子状態の研究に適しており， それらを組み合わせることで，光電子分光による電子占有状態ばかりでなく非占有状態の情報も得ることができる。 我々はそれらの実験条件に合わせた第一原理電子状態計算を組み合わせることで，強相関電子系の電子状態の総合 的な情報を得ている。本年度は，部分的に重水素化したκ-(ET)2Cu[N(CN)2]Brの磁場下での超伝導・絶縁体・金属転移 の電子状態変化，完全に重水素化した同物質の圧力によるモット転移による電子状態変化，S rF e4S b12のスピン揺ら ぎとのカップリングによる重い準粒子生成，強相関半導体S mS の圧力による絶縁体・金属転移のバンド構造変化を 上記手法で観測し，物性の起源に関する情報を得た。
b) 放射光を使った新しい分光法の開発：UV SOR -IIでは，高分解能三次元角度分解光電子分光とテラヘルツ顕微分光法， SPring-8では多重極限環境下赤外分光法の開発がほぼ終了した。今年度は，次年度に設置される直入射領域（hν = 7~40 eV）の高分解能・高フラックス分光器を使った角度分解光電子分光ビームライン（新B L 7U）を設計した。このビーム
ラインは，UV SOR -IIの高輝度性を使って入射スリットをなくしたため，光電子分光に必要な高フラックスかつ高分 解能が実現できるようにした。また，光源に縦・横の直線偏光が作り出せるアンジュレータを採用することで，波動 関数の対称性も分離可能である。この分光器に最新鋭の光電子分析器を取り付けることで，全励起エネルギーでエ ネルギー分解能 1 meV 以下での角度分解光電子分光が可能になるように設計した。このビームラインは２００６年夏 に設置される予定である。
B -1) 学術論文
H. J. IM, T. ITO, J. B. HONG, S. KIMURA and Y. S. KWON, “Continuity of Ce 4f Electronic Structure across the Quantum Critical Point: A Resonant Photoemission Study on CeNi1–xCoxGe2,” Phys. Rev. B 72, 220405(R) (4 pages) (2005). T. NISHI, S. KIMURA, T. TAKAHASHI, Y. MORI, Y. S. KWON, H. J. IM and H. KITAZAWA, “Infrared Spectroscopy under Multi-Extreme Conditions: Direct Observation of Pseudo Gap Formation and Collapse in CeSb,” Phys. Rev. B 71, 220401(R) (4 pages) (2005).
T. NISHI, S. KIMURA, T. TAKAHASHI, T. ITO, H. J. IM, Y. S. KWON, K. MIYAGAWA, H. TANIGUCHI, A. KAWAMOTO and K. KANODA, “The Origin of the Phase Separation in Partially Deuterated κ-(ET)2Cu[N(CN)2]Br Studied by Infrared Magneto-Microspectroscopy,” Solid State Commun. 134, 189–193 (2005).
I. ZEREC, W. CARRILLO-CABRERA, V. VOEVODIN, J. SICHELSCHMIDT, F. STEGLICH, Y. GRIN, A. YARESKO and S. KIMURA, “Influence of Cage Distortions on the Electronic Structure and Optical Properties of Ba6Ge25,” Phys. Rev. B 72, 045122 (7 pages) (2005).
研究系及び研究施設の現状 241 B. K. LEE, J. B. HONG, J. W. KIM, K. -H. JANG, E. D. MUN, D. Y. KIM, M. H. JUNG, S. KIMURA, T. PARK, J. -G. PARK and Y. S. KWON, “Kondo Ground States and Non-Fermi-Liquid Behavior in CeNi1–xCoxGe2,” Phys. Rev. B 71, 214433 (9 pages) (2005).
Y. TAKASHIMA, M. KATOH, M. HOSAKA, A. MOCHIHASHI, S. KIMURA and T. TAKAHASHI, “Observation of Intense Bursts of Terahertz Synchrotron Radiation at UVSOR-II,” Jpn. J. Appl. Phys. 44, L1131–L1133 (2005).
J. SICHELSHMIDT, V. VOEVODIN, V. PACHECO, YU. GRIN, F. STEGLICH, T. NISHI and S. KIMURA, “Optical Investigations of the Clathrate α-Eu8Ga16Ge30,” Eur. Phys. J. B 46, 363–366 (2005).
H. OKAMURA, T. MICHIZAWA, T. NANBA, S. KIMURA, F. IGA and T. TAKABATAKE, “Indirect and Direct Energy Gaps in Kondo Semiconductor YbB12,” J. Phys. Soc. Jpn. 74, 1954–1957 (2005).
H. OKAMURA, T. KORETSUNE, S. KIMURA, T. NANBA, H. IMAI, Y. SHIMAKAWA and Y. KUBO, “Carrier-Induced Infrared Magnetic Circular Dichroism in the Magnetoresistive Pyrochlore Tl2Mn2O7,” J. Phys. Soc. Jpn. 74, 970–974 (2005). T. ITO, A. CHAINANI, T. HARUNA, K. KANAI, T. YOKOYA, S. SHIN and R. KATO, “Temperature Dependent Luttinger Surfaces,” Phys. Rev. Lett. 95, 246402 (4 pages) (2005).
Y. HOSOI, N. KOCH, Y. SAKURAI, H. ISHII, T. U. KAMPEN, G. SALVAN, D. R. T. ZAHN, G. LEISING, Y. OUCHI and K. SEKI, “Structural Study of Thin Films of Neutral and Potassium-doped Oligophenylenes on Cu(100),” Surf. Sci. 589, 19–31 (2005).
B -2) 国際会議のプロシーディングス
S. KIMURA, T. NISHI, Y. MORI, Y. SUMIDA, T. TAKAHASHI, Y. S. KWON, H. J. IM and H. KITAZAWA, “Infrared study on CeSb under high pressures,” Physica B 359-361, 190–192 (2005).
K. SODA, K. SHIMBA, S. YAGI, M. KATO, T. TAKEUCHI, U. MIZUTANI, T. ZHANG, M. HASEGAWA, A. INOUE, T. ITO and S. KIMURA, “Electronic structure of bulk metallic glass Zr55Al10Cu30Ni5,” J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom. 144-147, 585–587 (2005).
Y. SAKURAI, T. YOKOYAMA, Y. HOSOI, H. ISHII, Y. OUCHI, G. SALVAN, A. KOBITSKI, T. U. KAMPEN, D. R. T. ZAHN and K. SEKI, “Study of the interaction of tris-(8-hydroxyquinoline) aluminum (Alq3) with potassium using vibrational spectroscopy: Examination of the possible isomerization upon K-doping,” Synth. Met. 154, 161–164 (2005).
B -3) 総説、著書
木村真一、池本夕佳 , 「放射光赤外顕微分光とイメージング」, 放射光 18, 290–297 (2005).
B -4) 招待講演
S. KIMURA, “Infrared spectroscopy under multi-extreme conditions: Direct observation of pseudo gap formation and collapse in CeSb,” International Workshop on Infrared Microscopy and Spectroscopy with Accelerator Based Sources, Rathen (Germany), June 2005.
S. KIMURA, “Optical and photoelectrical studies on electronic structure of CeNi1–xCoxGe2,” Festkörperphysikalisches Kolloquium, Max-Planck-Institut für Chemishe Physik fester Stoffe, Dresden (Germany), June 2005.
242 研究系及び研究施設の現状
S. KIMURA, “Infrared Spectroscopy on Electronic Structure of Deuterated κ-(ET)2Cu[N(CN)2]Br under Pressures,” International Symposium on Molecular Conductors, Hayama (Japan), July 2005.
S. KIMURA, “Terahertz synchrotron radiation: present and future,” International Workshop on Terahertz Technology, Osaka (Japan), November 2005.
木村真一 , 「C S R の利用研究」, 第１８回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム, 佐賀 , 2005年 1 月 . 木村真一, 「放射光リングからのテラヘルツ光の利用」, 理研・分子研合同シンポジウム エクストリームフォトニクス研究, 和 光 , 2005年 4 月 .
木村真一 , 「赤外放射光の利用研究と表面科学への展開」, 第２５回表面科学講演大会 , 大宮 , 2005年 11 月 .
B -6)受賞、表彰
木村真一 , 日本放射光学会・第５回若手奨励賞 (2001).
B -7) 学会および社会的活動 学協会役員、委員
日本放射光学会行事幹事 (2005-2006). 日本放射光学会渉外幹事 (2003-2004). 学会の組織委員等
International Workshop on Infrared Microscopy and Spectroscopy with Accelerator Based Sources 2007, Chair, International Advisory Board (Awaji Island, Japan, September 2007).
International Workshop on Infrared Microscopy and Spectroscopy with Accelerator Based Sources 2005, International Advisory Board (Rathen, Germany, June 2005).
第 19回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム, 組織委員長 , プログラム委員 , 実行委員 (2005). 次世代光源計画ワークショップ―未来光源が開くサイエンス― , 実行委員長 （日本放射光学会主催 , 岡崎 , 2005 年 8月）.
第 18回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム, プログラム委員 (2004).
第 17回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム, 組織委員 , プログラム委員 (2003). 第 16回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム, 組織委員 , プログラム委員(2002). 第 15回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム, プログラム委員 (2001).
第 14回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム, 組織委員 , プログラム委員 (2000). 第 13回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム, プログラム委員 (1999).
文部科学省、学術振興会等の役員等
（財）高輝度光科学研究センター・利用研究課題選定委員会分科会委員 (2003-2007).
（財）高輝度光科学研究センター・ナノテク支援課題審査委員会委員 (2003-2007).
B -8) 他大学での講義、客員
大阪大学大学院基礎工学研究科 , 集中講義「物性物理工学特別講義」, 2005年 6 月 8-10 日 . 名古屋大学大学院工学研究科 , 集中講義「量子工学特論 I」, 2005年 10月 6-7日 .
研究系及び研究施設の現状 243 神戸大学理学部物理学科 , 「電磁力学」, 2005年 5 月 9-10, 16-17日 .
東京大学物性研究所 , 嘱託研究員 , 1995年 4 月 - .
（財）高輝度光科学研究センター, 外来研究員 , 1999 年 4月 - . 東京大学物性研究所 , 嘱託研究員 , 2003年 4 月 - . （伊藤助手）
（財）理化学研究所播磨研究所 , 非常勤連携研究員 , 2003年 4 月 - . （伊藤助手）
B -10)外部獲得資金
特定領域研究（公募）, 「モット転移系有機超伝導体の高圧・高磁場下の電子状態」, 木村真一 (2004年 -2005年). 若手研究(A ), 「電子相関が強い系の多重極限環境下における物性発現メカニズムの分光研究」, 木村真一 (2002年-2004 年).
萌芽研究 , 「シンクロトロン放射光を使ったテラヘルツ顕微分光法の開発」, 木村真一 (2002年).
（財）ひょうご科学技術協会・奨励研究助成 , 「多重極限環境下における物質の電子状態の赤外分光」, 木村真一 (2001年).
（財）ひょうご科学技術協会・海外研究者招聘助成金 , 「CeSbNix (x > 0.08)の金属絶縁体転移の光学的研究」, 木村真一 (2000年).
科学技術振興事業団・さきがけ研究 21, 「赤外磁気光学イメージング分光による局所電子構造」, 木村真一 (1999年 -2002 年).
日本原子力研究所・黎明研究 , 「赤外・テラヘルツ磁気光学素子としての低密度キャリアf 電子系の基礎研究」, 木村真一 (1999年).
（財）稲森財団・助成金 , 「テラヘルツ磁気光学材料としての少数キャリア強相関伝導系の研究」, 木村真一 (1999年).
（財）島津科学技術振興財団・研究開発助成金 , 「テラヘルツ磁気光学分光法の開発」, 木村真一 (1999年).
（財）実吉奨学会・研究助成金 , 「赤外イメージング分光による磁性体の局所電子構造の研究」, 木村真一 (1999年).
（財）マツダ財団・研究助成金 , 「テラヘルツ磁気光学素子としての強相関 4f 電子系の基礎研究」, 木村真一 (1998年). 奨励研究(A ), 「赤外磁気光学効果による強相関伝導系物質の低エネルギー励起の研究」, 木村真一 (1997年 -1998年). 若手研究(B ), 「角度分解光電子分光によるスピン配列した磁性薄膜における電子状態」, 伊藤孝寛 (2005年 -2007年).
C ) 研究活動の課題と展望
２００２年着任以降，UV SOR -IIで立ち上げてきた２つのビームラインである高分解能三次元角度分解光電子分光装置（B L 5U） と赤外・テラヘルツ分光装置（B L 6B ）は，現在順調に稼動しており，世界的なレベルでの研究が遂行できている。今後は， UV S OR -IIの特長を生かした真空紫外領域に特化した高分解能・高フラックスの分光器を用いた三次元角度分解光電子 分光（B L 7U）を展開していく予定である。そのための分光器は２００６年夏に建設が行われる。このビームラインを用いて，物 性をつかさどるフェルミ準位極近傍の電子状態（フェルミオロジー）の研究を行っていく。B L 6Bでは，高い強度・輝度を生か して，これまでに世界的に見てもほとんど行われていないテラヘルツ顕微分光が可能になった。この装置を使って，温度依 存性のみならず，高圧・高磁場下や1 K 以下の極低温下の電子状態を物性の出現に絡めて理解していく。これらの２つの実 験手法を解釈するために，第一原理電子状態計算も行っており，実験条件に即した理論計算も可能になっている。以上の結 果をコンシステントに説明することで，物性の起源の電子状態の本質を理解できるものと考えている。
