HOMO準位などの電子が詰まった占有準位は光電子分光法(photoemission spectroscopy)、LUMO準位などの電子の入っていない空準位は逆光電子分光法(inverse photoemission spectroscopy)により調べることができます。光電子分光法では、エネルギーのそろった光を試料に照射し、試料から出てくる電子の運動エネルギーを測定します。照射した光と電子のエネルギー差が占有準位のエネルギーです。一方、逆光電子分光法は、試料にエネルギーのそろった電子を照射してこの電子が空準位に緩和するときに発生する光を検出するものです。照射した電子と発生した光のエネルギー差が空準位のエネルギーです。

Occupied states (including HOMO-derived states, or HOMO levels) and unoccupied states (including LUMO-derived states, or LUMO levels) are examined by photoemission and inverse photoemission spectroscopies, respectively.

　このように、光電子分光法と逆光電子分光法を組み合わせれば、占有準位（HOMO）と空準位（LUMO）のエネルギーを調べることができるはずです。ところが、従来は有機半導体の逆光電子分光測定は困難でした。電子を試料に照射すると有機半導体試料が壊れたり、分解能が低くデータが信頼できないという大きな問題があったのです。我々は、低エネルギー逆光電子分光法を独自に開発し、これらの問題を解決しました。この新しい測定法により有機半導体の空準位の信頼できる測定が世界で初めて可能になりました。

Previously, inverse photoemission spectroscopy of organic materials was difficult because of the sample damage due to the electron bombardment and the low energy resolution. We have developed low-energy inverse photoemission spectroscopy by which enable us to examine the unoccupied states of organic semiconductors for the first time.

さらにすすんだ電子分光について：光電子分光は、基本的には固体中の占有準位の電子のエネルギーを測定する実験手法です。測定の際に、放出される電子の角度を測定することで、固体中の電子の運動量を知ることができます。これが角度分解光電子分光法(angle-resolved photoemission spectroscopy; ARPES)です。この方法では、エネルギーバンド分散関係を調べたり、分子配向や分子軌道の形を観測することが可能です。空準位についても角度分解逆光電子分光法が実現すれば同様の測定ができるはずです。我々は、角度分解低エネルギー逆光電子分光法の開発も進めています。 　光電子分光法では、光（主に真空紫外光やX線）を使って分子中の電子を励起します。光の代わりに準安定状態のヘリウムを使うこともできます。この場合、試料最表面の分子軌道に入っている電子のみが励起されるため、スペクトルの形状から薄膜構造についての情報を得られます。 　私たちの研究グループでは、このような電子分光法の新しい測定法や解析法を開発しています。これによって、これまで見ることのできなかった有機半導体の性質がわかるようになってきています。

Advanced photoemission spectroscopy: If the angles of emitted electrons are precisely measured, the momenta of electrons in the sample can be known. This experimental technique is called angle-resolved photoemission spectroscopy from which we can derive information about the energy band dispersion, molecular orientation in the sample, and the shape of molecular orbitals.