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Inovation of topological materials and electronic properies

Research Project

Project/Area Number 18F18328
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Review Section Basic Section 13030:Magnetism, superconductivity and strongly correlated systems-related
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

Chen Yong (2020)  東北大学, 材料科学高等研究所, 教授 (30806732)

谷垣 勝己 (2018-2019)  東北大学, 材料科学高等研究所, 教授 (60305612)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) PAN XINGCHEN  東北大学, 材料科学高等研究所, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2018-11-09 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2020: ¥400,000 (Direct Cost: ¥400,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2018: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Keywordsトポロジカル絶縁体 / 異常ホール効果 / 強磁性薄膜 / 電子輸送特性 / 結晶成長 / 電子物性
Outline of Annual Research Achievements

トポロジカル絶縁体における異常ホール効果の観測を目的として、下記の研究を遂行した。
(1)一般的なエピタキシャル成長法を作製されたヘテロ界面と比較し、Wet Transfer 法を用いて、Bi1.5Sb0.5Te1.7Se1.3(BSTS)を純水中にてフローさせ、Cr2Ge2Te6(CGT)基板上にBSTS-CGTヘテロ界面を作製し、巨大異常ホール効果を観測した。Magnetic proximity effectの性質はCGT基板の質とトポロジカル絶縁体/CGT界面の方位に起因する。本研究で得られたMagnetic proximity effectは多様なFMI基板に応用可能であり、磁性トポロジカル絶縁体における学理と応用を見据えた研究が可能となる。本結果は、Phys. Rev. Materials 5, 024208に研究成果として掲載されている。また、これらの結果は東北大学Y.P.Chen研究室内のグループ内共同研究(松下助教など)として実施した。
(2)磁性トポロジカル絶縁体ヘテロ界面に用いるMn(BixSb1-x)2Te4をBi2Te3/Sb2Te3フラックス法にて作製することも成功した。これらの材料はSbのドープ量を調整することで二極性を調整することができる。現在、我々の研究では、このドープ量を調整し、30%程度まで調整が可能となっている。
これらの結果から、本研究の目的であるトポロジカル絶縁体における異常ホール効果の観測を更に進めることが可能となった。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2021 2020 2019

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 4 results) Presentation (1 results)

  • [Journal Article] Reversible engineering of topological insulator surface state conductivity through optical excitation2021

    • Author(s)
      Xie Faji、Lian Zhen、Zhang Shuai、Wang Tianmeng、Miao Shengnan、Song Zhiyong、Ying Zhe、Pan Xing-Chen、Long Mingsheng、Zhang Minhao、Fei Fucong、Hu Weida、Yu Geliang、Song Fengqi、Kang Ting-Ting、Shi Su-Fei
    • Journal Title

      Nanotechnology

      Volume: 32 Issue: 17 Pages: 17LT01-17LT01

    • DOI

      10.1088/1361-6528/abde01

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Large-proximity-induced anomalous Hall effect in Bi2-xSbxTe3-ySey/Cr2Ge2Te6 heterostructure prepared by film transfer method2021

    • Author(s)
      Kazumasa Nagata, Stephane Yu Matsushita, Xin C. Pan, Kim Khuong Hyunh, Katsumi Tanigaki
    • Journal Title

      Physical Review Materials

      Volume: 5 Issue: 2 Pages: 1-7

    • DOI

      10.1103/physrevmaterials.5.024208

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Increased Curie temperature and enhanced perpendicular magneto anisotropy of Cr2Ge2Te6/NiO heterostructures2019

    • Author(s)
      H. Idzuchi, A. E. Llacsahuanga Allcca, X. C. Pan, K. Tanigaki, and Y. P. Chen
    • Journal Title

      Appl. Phys. Lett.

      Volume: 115 Issue: 23 Pages: 232403-232403

    • DOI

      10.1063/1.5130930

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Phase transition and anomalous scaling in the quantum Hall transport of topological-insulator Sn-Bi1.1Sb0.9Te2S devices2019

    • Author(s)
      Faji Xie, Shuai Zhang, Qianqian Liu, Chuanying Xi, Ting-Ting Kang, Rui Wang, Boyuan Wei, Xing-Chen Pan, Minhao Zhang, Fucong Fei, Xuefeng Wang, Li Pi, Geliang L. Yu, Baigeng Wang, and Fengqi Song,
    • Journal Title

      Physical Review B PHYSICAL REVIEW B (R)

      Volume: 99, Issue: 8

    • DOI

      10.1103/physrevb.99.081113

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 2次元磁性体Cr2Ge2Te6界面の誘起する強磁性転移温度上昇2020

    • Author(s)
      井土 宏、Llacsahuanga Allcca Andres 、Pan Xing-chen、谷垣 勝己、Chen Yong P
    • Organizer
      第67回応用物理学会春季学術講演会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report

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Published: 2018-11-12   Modified: 2024-03-26  

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