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2022 Fiscal Year Annual Research Report

Analysis of the surfaces and interfaces of strongly correlated oxide based on the international platform of next-generation synchrotron light(Fostering Joint International Research)

Research Project

Project/Area Number 16KK0107
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

組頭 広志  東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (00345092)

Project Period (FY) 2017 – 2022
Keywords量子井戸構造 / 角度分解光電子分光 / 強相関電子系 / 酸化物ヘテロ構造 / 機能性酸化物 / 機能性ナノ構造 / 量子ビーム / 放射光
Outline of Annual Research Achievements

本研究課題では、国際共同研究のスキームの下、欧州の第三世代放射光施設を用いて基課題におけるボトルネックを解決し、基課題研究を更に発展・深化させる。そのために、世界をリードする当研究室の強相関酸化物量子井戸構造作製技術と欧州における最先端放射光解析技術とを組み合わせる事で、国際的な強相関酸化物表面・界面解析プラットフォームを構築し、強相関量子物性研究を加速させることを目的としている。当初の計画では、R04年度はさらにもう一年間研究期間を延長し、残された課題である「表面をキャップ層で覆い、侵入長の深い軟X線を用いたARPESを行うことで、埋もれた量子井戸層における量子化状態を明らかにする」ことを予定していた。しかしながら、新型コロナ禍による渡航制限が続き、さらにはロシア-ウクライナ戦争勃発のために、年度当初の欧州渡航判断の難しさもあった。そのために、実質的な渡航による国際共同研究活動が停止してしまった。

このような制限の下、R04年度もテレワークを主体として、それぞれの機関・放射光施設で実験を遂行するためのネットワークを構築することに注力した。加えて、放射光測定の自動化にも取り組んだ。構築したリモート実験環境を駆使して、海外グループとの国際共同実験を遂行した。具体的には、パリ南大学のグループと共同でリモート実験を行い、最低限ではあるが、当初の目的としていた実験を遂行することができた。

これにより、国際的な強相関酸化物表面・界面解析プラットフォームを構築し、国際共同研究体制の下、強相関量子物性研究を加速させるという目的を達成した。さらに、基課題におけるボトルネックを解決し、基課題をさらに発展・深化させることができた。

  • Research Products

    (42 results)

All 2023 2022 2021 2017 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (22 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 22 results,  Open Access: 4 results) Presentation (16 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 4 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] パリ南大学(フランス)2021

    • Year and Date
      2021-06-25 – 2021-07-05 | 2021-10-272021-11-04 | 2022-05-092022-05-23
    • Country Name
      FRANCE
    • Counterpart Institution
      パリ南大学
    • Co-investigator Overseas
      オンラインでのRemote実験
    • Department
      固体物理学研究所
    • Job Title
      准教授
  • [Int'l Joint Research] パリ南大学(フランス)2017

    • Year and Date
      2017-12-10 – 2017-12-21 | 2019-11-262019-12-02
    • Country Name
      FRANCE
    • Counterpart Institution
      パリ南大学
    • Co-investigator Overseas
      Andress Santander-Syro
    • Department
      固体物理学研究所
    • Job Title
      准教授
  • [Int'l Joint Research] ヴュルツブルグ大学(ドイツ)2017

    • Year and Date
      2017-05-31 – 2017-06-11 | 2017-06-262017-08-17 | 2017-09-042017-09-29 | 2018-07-172018-08-01 | 2018-09-102018-09-29 | 2019-07-142019-07-31 | 2019-09-072019-09-17
    • Country Name
      GERMANY
    • Counterpart Institution
      ヴュルツブルグ大学
    • Co-investigator Overseas
      Ralph Claessen
    • Department
      物理学研究所
    • Job Title
      教授
  • [Journal Article] Surface valence transition in SmS by alkali metal adsorption2023

    • Author(s)
      Nakamura Takuto、Nakaya Toru、Ohtsubo Yoshiyuki、Sugihara Hiroki、Tanaka Kiyohisa、Yukawa Ryu、Kitamura Miho、Kumigashira Hiroshi、Imura Keiichiro、Suzuki Hiroyuki S.、Sato Noriaki K.、Kimura Shin-ichi
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 107 Pages: L041102[1-6]

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.107.L041102

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Half-Metallicity and Magnetic Anisotropy in Double-Perovskite GdBaCo2O6 Films Prepared via Topotactic Oxidation2023

    • Author(s)
      Katayama Tsukasa、Mo Shishin、Chikamatsu Akira、Kurauchi Yuji、Kumigashira Hiroshi、Hasegawa Tetsuya
    • Journal Title

      Chemistry of Materials

      Volume: 35 Pages: 1295~1300

    • DOI

      10.1021/acs.chemmater.2c03335

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Direct Imaging of Band Structure for Powdered Rhombohedral Boron Monosulfide by Microfocused ARPES2023

    • Author(s)
      Sugawara Katsuaki、Kusaka Haruki、Kawakami Tappei、Yanagizawa Koki、Honma Asuka、Souma Seigo、Nakayama Kosuke、Miyakawa Masashi、Taniguchi Takashi、Kitamura Miho、Horiba Koji、Kumigashira Hiroshi、Takahashi Takashi、Orimo Shin-ichi、Toyoda Masayuki、Saito Susumu、Kondo Takahiro、Sato Takafumi
    • Journal Title

      Nano Letters

      Volume: 23 Pages: 1673~1679

    • DOI

      10.1021/acs.nanolett.2c04048

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Quantization condition of strongly correlated electrons in oxide nanostructures2023

    • Author(s)
      Tatsuhiko Kanda, Daisuke Shiga, Asato Wada, Ryotaro Hayasaka, Yuuki, Masutake, Naoto Hasegawa, Miho Kitamura, Kohei Yoshimatsu, and Hiroshi Kumigashira
    • Journal Title

      Communications Materials

      Volume: in press Pages: -

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Electronic band structure of Ti2O3 thin films studied by angle-resolved photoemission spectroscopy2022

    • Author(s)
      Hasegawa Naoto、Yoshimatsu Kohei、Shiga Daisuke、Kanda Tatsuhiko、Miyazaki Satoru、Kitamura Miho、Horiba Koji、Kumigashira Hiroshi
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 105 Pages: 235137[1-8]

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.105.235137

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Photoinduced transient states of antiferromagnetic orderings in La1/3Sr2/3FeO3 and SrFeO3-δ thin films observed through time-resolved resonant soft x-ray scattering2022

    • Author(s)
      Yamamoto Kohei、Tsuyama Tomoyuki、Ito Suguru、Takubo Kou、Matsuda Iwao、Pontius Niko、Schussler-Langeheine Christian、Minohara Makoto、Kumigashira Hiroshi、Yamasaki Yuichi、Nakao Hironori、Murakami Youichi、Katase Takayoshi、Kamiya Toshio、Wadati Hiroki
    • Journal Title

      New Journal of Physics

      Volume: 24 Pages: 043012~043012

    • DOI

      10.1088/1367-2630/ac5f31

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Design, Synthesis, and Optoelectronic Properties of the High-Purity Phase in Layered AETMN2 (AE = Sr, Ba; TM = Ti, Zr, Hf) Semiconductors2022

    • Author(s)
      Shiraishi Akihiro、Kimura Shigeru、He Xinyi、Watanabe Naoto、Katase Takayoshi、Ide Keisuke、Minohara Makoto、Matsuzaki Kosuke、Hiramatsu Hidenori、Kumigashira Hiroshi、Hosono Hideo、Kamiya Toshio
    • Journal Title

      Inorganic Chemistry

      Volume: 61 Pages: 6650~6659

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.2c00604

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] High-Mobility Metastable Rock-Salt Type (Sn,Ca)Se Thin Film Stabilized by Direct Epitaxial Growth on a YSZ (111) Single-Crystal Substrate2022

    • Author(s)
      He Xinyi、Chen Jinshuai、Katase Takayoshi、Minohara Makoto、Ide Keisuke、Hiramatsu Hidenori、Kumigashira Hiroshi、Hosono Hideo、Kamiya Toshio
    • Journal Title

      ACS Applied Materials and Interfaces

      Volume: 14 Pages: 18682~18689

    • DOI

      10.1021/acsami.2c01464

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Enhancement of transparency in epitaxially-grown p-type SnO films by surface-passivation treatment in a Na2S aqueous solution2022

    • Author(s)
      Uchida Suguri、Soma Takuto、Kitamura Miho、Kumigashira Hiroshi、Ohtomo Akira
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 61 Pages: 050903~050903

    • DOI

      10.35848/1347-4065/ac56fa

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Surface Proton Conduction below 100°C of Ce0.80Sm0.20O2-δ Thin Film with Oxygen Vacancies2022

    • Author(s)
      Notake Go、Nishioka Daiki、Murasawa Hideaki、Takayanagi Makoto、Fukushima Yoshiaki、Ito Hiroki、Takada Tomoasa、Shiga Daisuke、Kitamura Miho、Kumigashira Hiroshi、Higuchi Tohru
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 61 Pages: SD1017~SD1017

    • DOI

      10.35848/1347-4065/ac4feb

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Development of magnetism in Fe-doped magnetic semiconductors: Resonant photoemission and x-ray magnetic circular dichroism studies of (Ga,Fe)As2022

    • Author(s)
      Takeda Takahito、Sakamoto Shoya、Anh Le Duc、Takeda Yukiharu、Fujimori Shin-ichi、Kitamura Miho、Horiba Koji、Kumigashira Hiroshi、Fujimori Atsushi、Tanaka Masaaki、Kobayashi Masaki
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 105 Pages: 195155[1-10]

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.105.195155

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Intervalence charge transfer and charge transport in the spinel ferrite ferromagnetic semiconductor Ru-doped CoFe2O42022

    • Author(s)
      Kobayashi Masaki、Seki Munetoshi、Suzuki Masahiro、Okano Ryo、Kitamura Miho、Horiba Koji、Kumigashira Hiroshi、Fujimori Atsushi、Tanaka Masaaki、Tabata Hitoshi
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 105 Pages: 205103[1-6]

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.105.205103

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Evidence of lattice deformation induced metal-insulator transition in Ti2O32022

    • Author(s)
      Yoshimatsu K.、Miyazaki S.、Hasegawa N.、Kumigashira H.
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 106 Pages: L081110[1-6]

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.106.L081110

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Anomalously large spin-dependent electron correlation in the nearly half-metallic ferromagnet CoS22022

    • Author(s)
      Fujiwara Hirokazu、Terashima Kensei、Otsuki Junya、他16名、Kumigashira Hiroshi、Muraoka Yuji、Yokoya Takayoshi
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 106 Pages: 085114[1-13]

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.106.085114

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Rock-salt CeO epitaxial thin film as a heavy fermion system transiting from p-type metal to partially compensated n-type metal by 4f delocalization2022

    • Author(s)
      Abe Nobuto、Oka Daichi、Kaminaga Kenichi、Shiga Daisuke、Saito Daichi、Yamamoto Taku、Kimura Noriaki、Kumigashira Hiroshi、Fukumura Tomoteru
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 106 Pages: 125106[1-6]

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.106.125106

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Polarity-dependent charge density wave in the kagome superconductor CsV3Sb52022

    • Author(s)
      Kato Takemi、Li Yongkai、Nakayama Kosuke、Wang Zhiwei、Souma Seigo、Kitamura Miho、Horiba Koji、Kumigashira Hiroshi、Takahashi Takashi、Sato Takafumi
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 106 Pages: L121112[1-7]

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.106.L121112

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Giant spin-to-charge conversion at an all-epitaxial single-crystal-oxide Rashba interface with a strongly correlated metal interlayer2022

    • Author(s)
      Kaneta-Takada Shingo、Kitamura Miho、Arai Shoma、Arai Takuma、Okano Ryo、Anh Le Duc、Endo Tatsuro、Horiba Koji、Kumigashira Hiroshi、Kobayashi Masaki、Seki Munetoshi、Tabata Hitoshi、Tanaka Masaaki、Ohya Shinobu
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 13 Pages: 5631[1-8]

    • DOI

      10.1038/s41467-022-33350-5

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Fermiology and Origin of Tc Enhancement in a Kagome Superconductor Cs(V1-xNbx)3Sb52022

    • Author(s)
      Kato Takemi、Li Yongkai、Nakayama Kosuke、Wang Zhiwei、Souma Seigo、Matsui Fumihiko、Kitamura Miho、Horiba Koji、Kumigashira Hiroshi、Takahashi Takashi、Yao Yugui、Sato Takafumi
    • Journal Title

      Physical Review Letters

      Volume: 129 Pages: 206402[1-7]

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.129.206402

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Electronic structure reconstruction by trimer formation in CsW2O6 studied by x-ray photoelectron spectroscopy2022

    • Author(s)
      Nakamura R.、Takegami D.、Melendez-Sans A.、Tjeng L. H.、Okawa M.、Miyoshino T.、Saini N. L.、Kitamura M.、Shiga D.、Kumigashira H.、Yoshimura M.、Tsuei K.-D.、Okamoto Y.、Mizokawa T.
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 106 Pages: 195104[1-6]

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.106.195104

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Low-temperature-processable amorphous-oxide-semiconductor-based phosphors for durable light-emitting diodes2022

    • Author(s)
      Ide Keisuke、Watanabe Naoto、Katase Takayoshi、Sasase Masato、Kim Junghwan、Ueda Shigenori、Horiba Koji、Kumigashira Hiroshi、Hiramatsu Hidenori、Hosono Hideo、Kamiya Toshio
    • Journal Title

      Applied Physics Letters

      Volume: 121 Pages: 192108~192108

    • DOI

      10.1063/5.0115384

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Signature of topological band crossing in ferromagnetic Cr1/3NbSe2 epitaxial thin film2022

    • Author(s)
      Saika Bruno Kenichi、Hamao Satoshi、Majima Yuki、Huang Xiang、Matsuoka Hideki、Yoshida Satoshi、Kitamura Miho、Sakano Masato、Hatanaka Tatsuto、Nomoto Takuya、Hirayama Motoaki、Horiba Koji、Kumigashira Hiroshi、Arita Ryotaro、Iwasa Yoshihiro、Nakano Masaki、Ishizaka Kyoko
    • Journal Title

      Physical Review Research

      Volume: 4 Pages: L042021[1-7]

    • DOI

      10.1103/PhysRevResearch.4.L042021

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Fermiology of a topological line-nodal compound CaSb2 and its implication to superconductivity: Angle-resolved photoemission study2022

    • Author(s)
      Chien-Wen Chuang, Seigo Souma, Ayumi Moriya, Kosuke Nakayama, Atsutoshi Ikeda, 他9名, Hiroshi Kumigashira, Takashi Takahashi, Shingo Yonezawa, Johnpierre Paglione, Yoshiteru Maeno, and Takafumi Sato
    • Journal Title

      Physical Review Materials

      Volume: 6 Pages: L042021[1-7]

    • DOI

      10.1103/PhysRevMaterials.6.104203

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Resonant tunneling driven metal-insulator transition in double quantum-well structures of strongly correlated oxide2023

    • Author(s)
      Hiroshi Kumigashira
    • Organizer
      APS March Meeting
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 膜厚によるTi2O3薄膜の格子変形制御2023

    • Author(s)
      高田 瀬那、吉松 公平、組頭 広志
    • Organizer
      第70回応用物理学会春季学術講演会
  • [Presentation] その場放射光電子分光によるCrドープVO2エピタキシャル薄膜の電子相図2023

    • Author(s)
      志賀 大亮、CHENG Xianglin、Tae Hyun Kim、神田 龍彦、長谷川 直人、北村 未歩、吉松 公平、組頭 広志
    • Organizer
      第70回応用物理学会春季学術講演会
  • [Presentation] 光電子分光によるBi-Rh-O層状化合物薄膜の電子状態解析2023

    • Author(s)
      増竹 悠紀、志賀 大亮、神田 龍彦、長谷川 直人、早坂 亮太朗、北村 未歩、吉松 公平、大野 瑞貴、藤田 貴啓、川崎 雅司、組頭 広志
    • Organizer
      第70回応用物理学会春季学術講演会
  • [Presentation] 放射光電子分光によるSrVO3/LaAlO3ヘテロ構造の電子状態2023

    • Author(s)
      和田 亜里斗、神田 龍彦、志賀 大亮、増竹 悠紀、早坂 亮太朗、北村 未歩、吉松 公平、組頭 広志
    • Organizer
      第70回応用物理学会春季学術講演会
  • [Presentation] 放射光電子分光によるSrNbO3/SrTiO3界面の電子状態2023

    • Author(s)
      早坂 亮太朗、神田 龍彦、長谷川 直人、増竹 悠紀、和田 亜里斗、Nathawuth Wongwutcharanukoun、北村 未歩、志賀 大亮、吉松 公平、組頭 広志
    • Organizer
      第70回応用物理学会春季学術講演会
  • [Presentation] 放射光角度分解光電子分光によるTi2O3薄膜の金属・絶縁体転移の起源2023

    • Author(s)
      長谷川 直人、吉松 公平、志賀 大亮、神田 龍彦、宮崎 悟、北村 未歩、堀場 弘司、組頭 広志
    • Organizer
      第70回応用物理学会春季学術講演会
  • [Presentation] 酸化物二重量子井戸構造の共鳴トンネル効果によるモット転移制御2023

    • Author(s)
      組頭広志
    • Organizer
      2022年度量子ビームサイエンスフェスタ
    • Invited
  • [Presentation] 放射光計測に立脚した共鳴トンネルモットトランジスタの開発2022

    • Author(s)
      組頭広志
    • Organizer
      システムデバイスロードマップ産学連携委員会(SDRJ) WG研究会
    • Invited
  • [Presentation] 放射光計測に立脚した共鳴トンネルモットトランジスタの開発2022

    • Author(s)
      組頭広志
    • Organizer
      日本表面真空学会 東北・北海道支部 関東支部合同セミナー「原子レベル積層技術が拓く物性探索の新展開」
    • Invited
  • [Presentation] 永久磁石を用いた二交流ホール効果測定装置の構築と酸化物半導体の電子物性評価2022

    • Author(s)
      吉松公平、成田千春、組頭広志
    • Organizer
      第83回応用物理学会秋季学術講演会
  • [Presentation] 密度汎関数法によるTi2O3の金属絶縁体転移2022

    • Author(s)
      吉松公平、長谷川直人、組頭広志
    • Organizer
      第83回応用物理学会秋季学術講演会
  • [Presentation] 角度分解光電子分光によるTi2O3薄膜のフェルミオロジー2022

    • Author(s)
      長谷川直人、吉松公平、志賀大亮、神田龍彦、宮崎悟、北村未歩、堀場弘司、組頭広志
    • Organizer
      第83回応用物理学会秋季学術講演会
  • [Presentation] 放射光電子分光によるSrVO3/LaAIO3/SrVO3二重量子井戸構造の電子状態2022

    • Author(s)
      和田亜里斗、神田龍彦、志賀大亮、CHENG Xianglin、Tae Hyun Kim、北村未歩、吉松公平、組頭広志
    • Organizer
      第83回応用物理学会秋季学術講演会
  • [Presentation] 放射光電子分光による SrTi1-xVxO3量子井戸の量子化状態解析2022

    • Author(s)
      神田 龍彦 、志賀大亮 、和田亜里斗 、長谷川直人、CHENG Xianglin、Tae Hyun Kim、早坂亮太朗、北村未歩、吉松公平 、組頭 広志
    • Organizer
      第83回応用物理学会秋季学術講演会
  • [Presentation] 放射光電子分光によるCrxV1-xO2エピタキシャル薄膜の電子状態2022

    • Author(s)
      志賀 大亮、CHENG Xianglin、Tae Hyun Kim、神田 龍彦、長谷川 直人、北村 未歩、吉松 公平、組頭 広志
    • Organizer
      第83回応用物理学会秋季学術講演会
  • [Remarks] 東北大学多元物質科学研究所組頭研究室

    • URL

      http://www2.tagen.tohoku.ac.jp/lab/kumigashira/html/

URL: 

Published: 2023-12-25  

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