光励起による超高速原子変位の観測 －電子軌道と原子結合の光制御－

東京大学大学院工学系研究科の出田真一郎日本学術振興会特別研究員(研究当時)、下志万貴博助教(研究当時)、石坂香子教授らの研究グループは、岡山大学異分野基礎科学研究所の石井博文大学院生、工藤一貴准教授、野原実教授らの研究グループ及びドイツのマックスプランク研究所との共同研究のもと、時間分解電子線回折法（Ultrafast Electron Diffraction: UED）を用いて、これまでにない超高速の原子位置の変化（原子変位）を観測することに成功しました。この手法は、レーザーによって作り出したパルス状の電子ビームを用いて物質の回折像を取得することにより、超高速で変動する結晶の原子変位の様子をストロボ撮影するものです。本研究では、特殊な原子結合と結晶構造をもつイリジウムダイテルライド（IrTe₂）のダイナミクスを観測しました。実験データを詳細に解析することにより、光励起（れいき）により特定のイリジウム電子軌道が直接変調されることで、イリジウム同士の強い結合に基づく結晶構造が超高速で崩壊及び再構成することを世界で初めて明らかにしました。本研究の成果を礎に、今後は、光メモリ等のデバイス開発につながる超高速スイッチングや原子結合の光制御へ向けた研究が広く展開されることが期待されます。

本研究成果は2018年7月27日（米国東部夏時間）に米国科学誌「Science Advances」で公開される予定です。
本研究は、東京理科大学特定研究助成金、並びに日本学術振興会・科学研究費助成事業・若手研究B（15K17709）の助成を受けました。

プレスリリース本文：PDFファイル

Science Advances：http://advances.sciencemag.org/content/4/7/eaar3867

岡山大学：https://www.okayama-u.ac.jp/tp/release/release_id560.html

岡山大学記者発表一覧：http://www.okayama-u.ac.jp/tp/profile/press_info_30.html