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－

August, 1, 2018, 東京--東京大学の研究グループは､岡山大学などの研究グループおよびドイツのマックスプランク研究所との共同研究で、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た。
　この手法は、レーザ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ある。この研究では、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た。実験データを詳細に解析することにより、光励起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た。研究グループは､この研究の成果を基にに、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を期待している。
　研究成果は「Science Advances」で公開された。

研究グループ
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、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、野原実教授他｡