2021 Fiscal Year Annual Research Report
Novel magnetic properties of two-dimensional ferromagnetic van der Waals atomic layers
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18H03877
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
平原 徹 東京工業大学, 理学院, 教授 (30451818)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
秋山 了太 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (40633962)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 物性実験 / 原子層物質 / 磁性トポロジカル絶縁体ヘテロ構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2021年度は我々が世界に先駆けて開拓を進めてきた、MnBi2Se4/Bi2Se3を拡張した、MnBi2Se4/n QL Bi2Se3/MnBi2Se4/Bi2Se3サンドイッチ構造の磁化特性をX線磁気円二色性(XMCD)測定を用いて評価した。nを変化させて系統的な測定を行ったところ、キュリー温度として、n=0の場合は30-35K、n=1,2,3,5,7の場合は20-25K、そしてn=15の場合はヘテロ構造と同じく15-20Kであることが明らかになった。これは2つのMn磁性層間の磁気的な相互作用が系の磁化特性に影響を与えていることを明確に示している。ただ、MnのXMCD信号が単一のMn由来でないことが示唆されたので、今後理論計算と比較しながら複数のMn成分の同定を行っていく。
さらにこの磁性相互作用が、非磁性のBi2Se3の電子に媒介されていることを予想し、非磁性元素であるSeとBiについてもXMCD測定を行った。その結果、10Tの強磁場下で、このようなintrinsicな磁性トポロジカル絶縁体において、世界で初めて非磁性元素でもXMCDの信号を検出することに成功した。これは紛れもなく磁性層とトポロジカル絶縁体電子の磁気的相互作用をディラックコーンのギャップ以外の元素選択的な手法で初めて明確にできたということである。今後理論計算を用いて、より明確な信号が検出できたSeのXMCD信号に対して、具体的な電子遷移が何であるかなどの検討などを進める予定である。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(33 results)
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[Presentation] Caがインターカレートしたグラフェンにおける２重ディラックバンドと層間電子状態2022
Author(s)
一ノ倉聖, 德田啓, 福嶋隆司朗, 堀井健太郎, 遠山晴子, 秋山了太, 出田真一郎, 田中清尚, 清水亮太, 一杉太郎, 長谷川修司, 平原徹
Organizer
日本物理学会第77回年次大会
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[Presentation] Soft-Magnetic Skyrmions Induced by Surface-State Coupling in an Intrinsic Ferromagnetic Topological Insulator Sandwich Structure2021
Author(s)
T. Takashiro, R. Akiyama, I. A. Kibirev, A. V. Matetskiy, R. Nakanishi, S. Sato, T. Fukasawa, T. Sasaki, H. Toyama, K. L. Hiwatari, A. V. Zotov, A. A. Saranin, T. Hirahara, S. Hasegawa
Organizer
The 9th International Symposium on Surface Science (ISSS-9)
Int'l Joint Research
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[Presentation] Van Hove Singularity in Thickness Controlled Li-Intercalated Graphene2021
Author(s)
S. Ichinokura, M. Toyoda, M. Hashizume, K. Horii, S. Kusaka, S. Ideta, K. Tanaka, R. Shimizu, T. Hitosugi, S. Saito, T. Hirahara
Organizer
The 9th International Symposium on Surface Science (ISSS-9)
Int'l Joint Research
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[Presentation] First-Principles Analysis on Band alignment of LiTi2O4 and SrTiO3 to Understand Ion Diffusion Modulation via Substrate Choice2021
Author(s)
A. Nakanishi, K. Nishio, S. Ichinokura, K. Shimizu, Y. Kobayashi, N. Nakamura, D. Imazeki, R. Shimizu, T. Hirahara, T. Hitosugi, and S. Watanabe
Organizer
The 9th International Symposium on Surface Science (ISSS-9)
Int'l Joint Research
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[Presentation] Liインターカレートしたグラフェンにおける van Hove特異性の層数依存性2021
Author(s)
一ノ倉 聖, 豊田 雅之, 橋爪 瑞葵, 堀井 健太郎, 日下 翔太郎, 出田 真一郎, 田中 清尚, 清水 亮太, 一杉 太郎, 斎藤 晋, 平原 徹
Organizer
2021年日本表面真空学会学術講演会
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[Presentation] SiC基板上のCaインターカレートグラフェンにおける超伝導2021
Author(s)
遠山晴子, 秋山了太, 橋爪瑞葵, 一ノ倉聖, 飯盛拓嗣, 松井朋裕, 堀井健太郎, 佐藤瞬亮, 保原麗, 遠藤由大, 福山寛, 平原徹, 小森文夫, 長谷川修司
Organizer
日本物理学会 2021年秋季大会
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[Presentation] Caインターカレート誘起フリースタンディンググラフェンにおける構造と超伝導の相関2021
Author(s)
遠山晴子, 秋山了太, 佐藤瞬亮, 遠藤由大, 保原麗, 堀井健太郎, 橋爪瑞葵, 一ノ倉聖, 平原徹, 飯盛拓嗣, 小森文夫, 松井朋裕, 福山寛, 長谷川修司
Organizer
日本表面真空学会 2021年度関東支部講演大会
