Control of topological electronic state of bismuth atomic layer using epitaxial strain

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K03821
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 13020:Semiconductors, optical properties of condensed matter and atomic physics-related
• Research Institution: Saga University
• Principal Investigator: Takahashi Kazutoshi 佐賀大学, シンクロトロン光応用研究センター, 教授 (30332183)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 角度分解光電子分光 / 放射光 / レーザー

Outline of Final Research Achievements

Using photoemission spectroscopy, an experimental technique that can reveal the band structure that determines how electrons behave in a material, we have studied the electronic structure of bismuth atomic layers with lattice strain. We have succeeded in fabricating bismuth atomic layers with different lattice constants on the crystal surfaces of graphene, cadmium oxide, silver, and germanium, and elucidated the electronic states of strained bismuth atomic layers.

Free Research Field

表面物理

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

1原子層厚さの炭素シートであるグラフェンの発見を端緒として、さまざまな２次元材料群の研究が進められている。原子量が大きな元素は大きなスピン軌道相互作用を持つために、スピン分裂した電子バンド構造を示すなどの特徴がある。本研究では、原子組成、結晶構造、キャリア特性などの従来からのナノ材料開発での走査軸に加えて、格子歪みによる電子状態制御の実証に向けた基礎的な知見を得ることができた。