阪大ら，光電子分光により分子性導体の電子を観測

大阪大学と東京大学は，光電子分光によって分子性導体の超伝導状態の電子を直接捉えることに世界で初めて成功した（ニュースリリース）。

光電子分光法（PES）は物質に光を入射して，外部光電効果によって真空中に飛び出した電子のエネルギーを測定することにより，物質中の占有電子状態を直接的に観測できる実験手法で，様々な物質の電子の様子を観察するために用いられている。

分子性導体においては，光電子分光による研究例は少なく，その数例においても物質が金属にも関わらず，金属に現れる特徴的な電子の状態が見えないなど本質的な結果なのかが疑わしいものもあった。また，分子性導体の光電子分光による観測は，励起光によるラディエーションダメージによって分子が損傷を受けるなどして電子構造が変化してしまうことが知られている。

励起光のエネルギーによっては照射した直後に劣化することがある他，試料の冷却や表面準備などにも大きな困難が存在し，一般的には，分子性導体の光電子分光は極めて困難と認識されている。

それでも，分子性導体において，光電子分光によって電子状態を直接観測することは，電子が織りなす様々な物性を理解し，応用することで新しいデバイス材料を開拓するためには不可欠。そのため，光電子分光によって分子性導体の正しい電子状態が得られることに，大きな期待がかけられていた。

研究グループは，ラディエーションダメージが小さい6eVのレーザーを励起光とした分子性導体研究に適した光電子分光装置を開発し，適切な冷却プロセス・蓄積されたノウハウに基づいた表面処理を行なった。

そうすることで，分子性超伝導体κ-（BEDT-TTF）₂Cu（NCS）₂の常伝導状態におけるフェルミ端と超伝導状態における超伝導ギャップの直接観測に初めて成功した。さらに数値解析により，この物質の超伝導ギャップは銅酸化物高温超伝導体と類似したd波の対称性を持っていることを示した。

研究グループは，この研究成果により，光電子分光によって分子性導体の電子状態を直接知ることが可能になったため，分子性導体の電子物性研究が加速することが期待されるとしている。