成 ５ 月 日
電子 基本的 性質 明
― 状 波面 電子 物理的性質 解明―
概要
古屋大学エコト 科学研究所 テ 科学研究部門 齋藤 准教授 中信 教授 長谷川 裕也 情報科学研究科 谷村省吾教授 埼玉工業大学 端科学研究所 内 正哉准教授 研究 プ 電子 基本的 性質 明
物体 運動 直進 並進 回転 あ 並進運動 回転運動 大 運動
角運動 呼 角運動 ン角運動 軌道角運動 あ 陽
わ 惑 運動 いえ 惑 自転運動 公転運動 表 電子 自転 い
ン角運動 認識 い く最近 自 空間 運動 電子
軌道角運動 う 発見 現在 電子 物理的性質 解明や計測技術へ 応用研究 世界的 行わ い
研究 プ 軌道角運動 異 電子 生成 合わ 実験 行い
結果 互い 渉 合う 波 う 強 合 弱 合 世界 初
証明 電子 発見 100 以 経 電子 基本的 性質 明
本研究成果 確定性原理*や相補性* 子力学 基礎研究 資 革新的
電子顕微鏡 開発 幅広い 寄 期待
本研究成果 日本物理学会 発行 国際 Jぞつ三そaせ ぞさ Pしと上じcaせ Sぞcじごっと ぞさ Jaたaそ 掲載
．背景
電子 18重7 発見 照明や通信 コン タ わ わ 生活 役 立
働 い 空間中 伝わ や電子 粒子 性質 波 性質 知
い 波 あ 示 最 顕著 現象 渉 波 山 谷 合 強 合
弱 合 現象 い 「00 ほ 前 英国 T. ン ット 設け 板
入射 後方 ン 渉縞 観察 波 性質 証拠
い 1重8重 外村 電子 渉 電子顕微鏡 確
ット 電子 入射 操作 多数回繰 返 ン 渉縞 現
見出 お1が
波 い 必 渉現象 示 限 偏 方向*
『
互い 垂直 状態
あ ット 互い 異 偏 状態 け 通 タ 偏 板 設置
渉縞 消失 お「が 偏 状態 異 う 渉 い 示 い 様
ン 自転 向 異 電子 う 渉 い 考え い お」が
「010 研究 プ 内 述 外村 軌道角運動 自 空間 伝播 電子 作 出 お『が 通常 電子 波面 坦 電子 波面 状 あ いう特徴
い 研究 プ 軌道角運動 異 電子 渉 ？ いう最 基本的 物理的
性質 解明 目指 問題 解決 軌道角運動 電子 生成
合わ 渉縞 観察 実験 行い
．実験手法
研究 プ 軌道角運動 電子 渉実験 ン 実験
ウト 行い 軌道角運動 電子 特殊 形状含 回折格子 生成
ット 各 ット位置 回折格子 配置 研究 プ 厚 200nm 白金薄膜
作製 FIB*
5
微細加工 行い 作製 回折格子 透過型電子顕微鏡*
6
中 挿入 電子線
照射 回折格子 回折波 軌道角運動 電子波 生成
電子波 ン 合わ 渉現象 示 う 観察
軌道角運動 電子 場合 ン 実験 様 渉 生 期待 実験
期待通 渉縞 軌道角運動 異 場合 偏 や電子 ン 場合 類推
渉 い う 思わ 本実験 渉 確認 結果 電子
軌道角運動 電子 ンや 偏 性質 異 物理 あ 初 明
渉 電子 軌道角運動 差 渉縞 模様 変化 発見
一方 軌道角運動 わ い 渉縞 電子 軌道角運動 決定 明
．研究 意義 後 期待
回 研究 異 軌道角運動 電子 渉 初 確認 子力
学 渉現象 生 測定 物理 間 ゼンベ 見い出 確定性関係
成 立 必要 い 回 実験 軌道角運動 位置あ い 軌道角運動 並進運 動 確定性関係 実験的 示
本研究 示 軌道角運動 計測法 応用 軌道角運動 タ く新 いタ プ 電子顕微鏡法 開発等 期待
紹 研究 文部科学省科学研究費補助金基盤研究。A) 課題番号 「」「『10」6 菱財 団助成 行わ
図 軌道角運動 電子 波面
図 ット 通過 互い 渉 ン 渉縞 く 互い 垂
直 直線偏 渉 い
図 本研究 互い 軌道角運動 異 波 生成 合わ 結果
渉 い 示 縞 確認
電子 進行方向
*1 軌道角運動
粒子描像 心 移動 う回転運動 運動 あ 波動描像 伝播軸 わ 一周
際 位相 変化 対応 位相 変化 「π 整数倍 限
*「 確定性関係
子力学 え 位置 運動 正確 決定 い い う 物理 対 間
関係 確定性関係 呼ぶ
*」 相補性
一 粒子 波動 う あ 得 い 性質 併 一方 性質 顕在
化 他方 性質 抑制 け い う 関係 い
*『 偏
電場 磁場 進行方向対 垂直 振動 伝播 横波 考え い 電場 磁場 振動方
向 互い 垂直 方向 成 解 一般 任意 合わ 記述
一方向 振動 け 直線偏 呼 方向あ 互い 垂直 直線偏
存在
*』 FIB
Ga オン 束 試料 削 装置 0.01 ン ベ 加工 可能 あ 切ぞcつ上ごこ じぞそ bごam 装置 略
*6 電子顕微鏡
薄膜化 試料 高速電子線 照射 透過 電子線 結像 装置 電子線 波長 極 短い 原
子 ベ 観察 可能 あ
参考文献
お1が A. Tぞそぞmつ三a, J. 分そこぞ, T. ２aっ上つこa, T. ０a与a上aずじ, aそこ H. 分どa与a野 Am. J. Pしと上. 』7 。1重8重) 117. 実験 世
界 最 美 い 実験 日経BP社, 「006 選 い
お「が A. 切三ご上そごせ aそこ 切. A三aざぞ野 Aそそ. （しじm. Pしと上. X 。1816) 「88, Sご三じご上 「.
お」が ット実験 う 大 点 ット 通過 特定 場合 渉縞 現 い
いう あ 偏 板 設置 ット 通過 特定可能 渉縞 消え
お『が ２. Ucしじこa aそこ A. Tぞそぞmつ三a野 ３aっつ三ご 『6『 。「010) 7」7.
