2021 Fiscal Year Annual Research Report
Exploration of quantum phenomena emerging at van der Waals superstructures
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19H02593
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
中野 匡規 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 特任准教授 (70592228)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 薄膜・界面物性 / 二次元物質 / エピタキシー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、MBE法による二次元物質のエピタキシャル成長を軸に、様々な二次元物質を積層させた超構造において発現する新しい物性や機能性の開拓に取り組んでいる。研究は超伝導ファンデルワールス超構造に関するものと磁性ファンデルワールス超構造に関するものに大きく分けられる。前者では、3R-TaSe2に代表されるイジング超伝導体と各種二次元磁性体との積層超構造を構築し、接合デバイスの評価などを通して特異な超伝導状態を観測することが最終目標の一つであるが、それに向けての主な課題は、①3R-TaSe2中の極性ドメインの配向制御、②電子線リソグラフィを用いた微細加工プロセスの確立、③二次元磁性体との良質な界面形成、の三点である。昨年度は主に①と②に取り組み、極性ドメインの割合にアンバランスを生じさせることと、微細加工プロセスを確立することに成功した。今年度は、そのような極性ドメインの割合にアンバランスを有する3R-TaSe2薄膜に微細加工を施した微小試料に対して非相反抵抗測定を行い、面内対称性の破れに起因した非相反シグナルを検出すると共に、極性ドメインサイズに関する知見を得ることに成功した。また、③に関しては、3R-TaSe2と二次元強磁性体Cr3Te4の積層超構造の構築に取り組み、製膜手順や表面処理などを工夫することで良質なヘテロ界面を形成可能であることを確認した。一方、後者では、まずV5Se8 / NbSe2界面においてNbSe2がフェロバレー強磁性状態を形成していることを明らかにし、論文にまとめて投稿した。また、NbSe2の層間にCrが規則正しく配列したCr1/3NbSe2が単層極限において遍歴的な二次元XY強磁性体として振る舞うことや、異なる面内配列構造を持つCr1/4NbSe2は厚膜極限でも強磁性秩序を示さないことなどを明らかにした。
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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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[Journal Article] Total reflection hard x-ray photoelectron spectroscopy: Applications to strongly correlated electron systems2021
Author(s)
T. Mizutani, S. Tanaka, T. Saze, K. Fujii, H. Matsuoka, M. Nakano, H. Wadati, M. Kitamura, K. Horiba, Y. Iwasa, H. Kumigashira, M. Yoshiki, M. Taguchi
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Journal Title
Physical Review B
Volume: 103
Pages: 205113
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Spin-orbit induced magnetic modulation at the V5Se8 / NbSe2 van der Waals heterostructures2022
Author(s)
Hideki Matsuoka, Masaki Nakano, Stewart E Barnes, Jun'ichi Ieda, Sadamichi Maekawa, Mohammad S Bahramy, Bruno S. Kenichi, Yukiharu Takeda, Hiroki Wadati, Yue Wang, Satoshi Yoshida, Kyoko Ishizaka, Yoshihiro Iwasa
Organizer
The March Meeting 2022 of the American Physical Society
Int'l Joint Research
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[Presentation] Electronic structure of Cr1/3NbSe2 epitaxial thin films studied by angle-resolved photoemission spectroscopy2022
Author(s)
Bruno K Saika, Satoshi Hamao, Hideki Matsuoka, Masaki Nakano, Miho Kitamura, Masato Sakano, Takuya Nomoto, Motoaki Hirayama, Koji Horiba, Hiroshi Kumigashira, Ryotaro Arita, Yoshihiro Iwasa, Kyoko Ishizaka
Organizer
The March Meeting 2022 of the American Physical Society
Int'l Joint Research
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