超短パルス電子線科学理研白眉研究チーム
Ultrashort Electron Beam Science RIKEN Hakubi Research Team

理研白眉研究チームリーダー

森本 裕也Yuya Morimoto

Ph.D

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光量子工学研究センター
超短パルス電子線科学理研白眉研究チーム

〒351-0198 埼玉県和光市広沢2番1号

研究概要

電子線は、電子顕微鏡や電子線描画装置などで、高い空間分解能での観測や加工に用いられています。また、電子線をパルス化することで、化学反応の進行に伴って時々刻々と物質の構造が変化する様子を、原子レベルの空間分解能で観測することもできます。当チームでは、最先端のレーザー光と電子線の技術を組み合わせることで、極限的なアト秒(1アト秒は100京分の1秒)の精度で時間構造を制御された電子線を発生させ、化学反応の観測と制御に応用します。具体的には、光反応の初期過程である電子密度分布の超高速変化を動画撮影できる手法を開発します。更に、電子線と原子や分子の間の反応断面積を、電子線のアト秒時間構造によって制御することにも挑戦します。電子線とレーザー技術の融合により、それぞれ単独では不可能であった測定や制御を可能にし、化学反応機構や物質の光物性、原子分子衝突過程を探求します。

研究分野

化学、物理学、総合理工、工学

キーワード

超短パルス電子線、電子線イメージング、非線形光学、アト秒科学、原子衝突

研究テーマ

  1. 電子線のアト秒制御
  2. 電子パルスによる化学反応の超高速イメージング
  3. コヒーレント電子線を用いた原子衝突過程制御
  4. 赤外領域の高強度超短パルスレーザー光源の開発とその応用
研究イメージ

光の波による電子ビームの時間変調

主要論文

  1. Morimoto, Y., Shinohara, Y., Ishikawa, K.L., and Hommelhoff, P.: “Atomic real-space perspective of light-field-driven currents in graphene”, New J. Phys. 24, 033051 (2022).
  2. Morimoto, Y., Shinohara, Y., Tani, M., Chen, B.H., Ishikawa, K.L., and Baum, P.:“Asymmetric single-cycle control of valence electron motion in polar chemical bonds”, Optica 8, 382 (2021).
  3. Morimoto, Y., Hommelhoff, P., and Madsen, L.B.: “Coherent scattering of an optically-modulated electron beam by atoms”, Phys. Rev. A 103, 043110 (2021).
  4. Morimoto, Y., and Baum, P.: “Single-Cycle Optical Control of Beam Electrons”, Phys. Rev. Lett. 125, 193202 (2020).
  5. Morimoto, Y., and Baum, P.: “Diffraction and microscopy with attosecond electron pulse trains”, Nat. Phys. 14, 252 (2018).

主要メンバー

森本 裕也Yuya Morimoto理研白眉研究チームリーダー
立花 佑一Yuichi Tachibana特別研究員