2021 Fiscal Year Annual Research Report
３次元軌道・スピン分解STMによる強相関トポロジカル絶縁体の原子分解能観察
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19H02595
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
宮町 俊生 名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 准教授 (10437361)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小森 文夫 東京工業大学, 物質理工学院, 研究員 (60170388)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 走査トンネル顕微鏡 / トポロジカル絶縁体 / 近藤効果 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究はトポロジカル近藤絶縁体候補物質であるYbB12の表面電子状態を走査トンネル顕微鏡(STM)によって電子軌道・スピンごとに３次元に分解して原子スケールで観測し、スピン偏極したトポロジカル表面状態の発現機構を電子相関の観点から明らかにすることを目的とする。本年度は本研究の目的である「YbB12のトポロジカル表面状態の起源や発現機構の原子スケールでの解明」を達成するため、スピン偏極STM観察に取り組んだ。また、前年度に引き続き準粒子干渉計測を行い、YbB12(001)表面のバンド分散を調べた。
まず、本研究の事前準備として現在まで最も高い磁気特性を示す永久磁石として各種制御モーターに幅広く利用されているNdFeB磁石のスピン偏極STM観察を行い、そのスピン偏極表面電子状態および磁壁幅を評価することによって使用するSTM装置の空間分解能を調べた。結果、サブナノメートル分解能で磁壁幅を評価することができ、STM装置は本研究を遂行するのに十分な性能を有していることを確認した。今後、YbB12(001)表面のスピン偏極STM観察を進めていく。また、前年度に設計・性能シミュレーションを行った高剛性架台およびアクティブ除振システムを導入し、より低ノイズ環境での準粒子干渉計測に取り組んだ。STM探針位置を安定的に制御することが可能になり、探針状態を維持したまま長時間のSTM分光測定を行うことができるようになった。しかし、前年度同様、YbB12(001)表面の明瞭なバンド分散は観測されなかった。角度分解光電子分光測定の結果を考慮すると、バンドギャップ中に観測された金属状態はトポロジカルに保護された表面状態であり、後方散乱が抑制された結果、明瞭な準粒子干渉パターンが観測されなかったと解釈できる。
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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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[Journal Article] Electronic structure of 3°-twisted bilayer graphene on 4H-SiC(0001)2021
Author(s)
Takushi Iimori, Anton Visikovskiy, Hitoshi Imamura, Toshio Miyamachi, Miho Kitamura, Koji Horiba, Hiroshi Kumigashira, Kazuhiko Mase, Kan Nakatsuji, Satoru Tanaka, Fumio Komori
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Journal Title
Physical Review Materials
Volume: 5
Pages: L051001
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Spatial Control of Charge Doping in n-Type Topological Insulators2021
Author(s)
Kazuyuki Sakamoto, Hirotaka Ishikawa, Takashi Wake, Chie Ishimoto, Jun Fujii, Hendrik Bentmann, Minoru Ohtaka, Kenta Kuroda, Natsu Inoue, Takuma Hattori, Toshio Miyamachi, Fumio Komori, Isamu Yamamoto, Cheng Fan, Peter Kruger, Hiroshi Ota, Fumihiko Matsui, Friedrich Reinert, Jose Avila, Maria C. Asensio
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Journal Title
Nano Letters
Volume: 21
Pages: 4415～4422
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Presentation] 大面積数度ツイストグラフェンの電子状態2021
Author(s)
飯盛拓嗣, 今村均, 宮町俊生, 服部琢磨, 中辻寛, 北村未歩, 堀場弘司, 間瀬一彦, Visikovskiy Anton, 田中悟, 小森文夫
Organizer
日本物理学会 2021年秋季大会
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