<講義ノート>走査トンネル分光イメージングによる物質科学(第62回物性若手夏の学校 集中ゼミ)

Abstract

走査型トンネル顕微鏡には2つの側面がある。1つは原子を見ることができる顕微鏡、もう1つは電子のエネルギー励起スペクトルをμeVの分解能で測ることができる分光器である。この2つの機能を組み合わせて、試料表面での電子状態や量子効果を原子分解能で可視化する測定が走査トンネル分光イメージングである。物性の起源を解き明かす鍵を提供し、時として電子集団が示す意外な姿を明らかにする走査トンネル分光イメージングは、物質科学に不可欠な測定手法の1つとなっている。本集中ゼミでは、前半で走査トンネル分光イメージングの基礎を解説し、後半で研究事例を紹介する。本稿は前半の基礎に対応する。まず、走査トンネル分光イメージングの原理から出発する。そして、基本的な測定について説明し、それらを解釈する上での注意点を述べる。最後に走査トンネル分光イメージングを強力な物性測定手法にする現象である準粒子干渉を解説する。