2016 Fiscal Year Annual Research Report
分子アーキテクトニクスの土台となるヘテロシステムの構築と量子物性の探索
| Project Area | Molecular Architectonics: Orchestration of Single Molecules for Novel Function |
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| Project/Area Number |
25110008
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
高木 紀明 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 准教授 (50252416)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
荒船 竜一 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, 独立研究者 (50360483)
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| Project Period (FY) |
2013-06-28 – 2018-03-31
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| Keywords | 表面・界面物性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
以下の３つの研究テーマを進めた。
(1)２次元超伝導In原子層とマンガンフタロシアニン(MnPc)との相互作用：２次元超伝導体と分子スピンとの相互作用を走査トンネル顕微鏡及び第一原理計算によって調べた。In単原子層における超伝導状態の破壊と磁性MnPc分子の吸着量との関係、MnPc分子スピンと基板電子系との相互作用により近藤共鳴状態が現れること、また、MnPc分子スピン間の相互作用により磁気秩序が発現している可能性をを見出した。磁気秩序の発現には、基板電子を介した間接的な相互作用であるRKKY相互作用が有力であると考え、In原子層のフェルミ面の形状を考慮に入れたモデル計算を行い、実験データを合理的に説明できることがわかった。さらなる詳細な知見を得るために、第一原理計算の結果と合わせて解析を継続する予定である。
(2)ヘテロシステムの土台となる新奇物質群の研究：Au(111)基板におけるBi薄膜の成長過程における構造及び電子状態発展を明らかにした。ワイル半金属の有力候補である遷移金属ダイカルコゲナイドWTe2の表面構造と電子状態を走査トンネル顕微鏡、低速電子回折及び第一原理計算によって明らかにした。弱いvan der Waals(vdW)相互作用で積層している物質であるが、結晶表面では、金属や半導体結晶と同様に表面緩和が起きていることがわかった。
(3)非占有電子状態におけるラシュバスピン軌道相互作用の研究：グラフェンでカバーしたIr単結晶表面の鏡像ポテンシャル表面状態におけるラシュバ分裂の計測に成功した。n=1及びn=2鏡像電子状態のスピンテクスチャが反転している可能性を示す結果を得た。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究計画で設定した内容に沿って研究が進められていることから、順調に進んでいると評価した。
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度にあたり、これまでの成果をまとめる。分子ー基板ヘテロシステムについては、電気伝導特性、分子スピンと基板との相互作用による磁性や近藤効果などの多様な現象を明らかにしてきたので、それらを俯瞰して普遍的な概念を抽出することを目指す。ヘテロシステムを支える新奇基板については、シリセン研究で得られた成果をまとめるとともに、昨年度から始めた、WTe2の構造と電子物性を明らかにし、ヘトロシステムの基板としての可能性をさらに検討する。
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