2022 Fiscal Year Annual Research Report
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20K03863
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
佐藤 仁 広島大学, 放射光科学研究センター, 准教授 (90243550)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大原 繁男 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60262953)
奥田 太一 広島大学, 放射光科学研究センター, 教授 (80313120)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | カイラル磁性体 / 強相関電子系 / スピン分解光電子分光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
カイラル結晶構造をもつ4f電子系金属磁性体の伝導電子バンド・フェルミ面のスピン分裂が，カイラル磁気構造(左巻き・右巻きらせん磁性)の発現にどのように関与しているのか，その物理的描像の解明を目的とする．カイラル磁気構造は，伝導電子を媒介とする，4fスピンを「揃える」対称スピン相互作用(RKKY相互作用)に，スピンを「ねじる」反対称スピン相互作用(DM相互作用)が加わることで生じる．絶縁磁性体の場合とは異なり，金属磁性体のDM相互作用の起源は，不明確な状況にある．本研究では，最近発見された，4f電子系で初のカイラル金属磁性体Yb(Ni1-xCux)3Al9について，スピン分解光電子分光により伝導電子のスピン状態を直接観測し，磁気構造との相関を抽出することを目的とした．
フラックス法で育成したYb(Ni1-xCux)3Al9(x=0,0.06)について，励起光hn=24 eVで角度分解光電子分光(ARPES)を行い，表面ブリルアンゾーンGamma点周りに5枚のホール的フェルミ面と，M点周りに1枚の電子的フェルミ面が存在することを明らかにした．入射光の偏光を切り替えて測定を行い，特にs偏光配置で，バルクの3回対称を反映したフェルミ面を得た．両者で本質的に同様な形状のフェルミ面が観測されたが，Cu置換試料でフェルミ面が小さくなることが分かった．これは，NiをCuに置換したことで電子がドープされたことを反映している．hn=30~130 eVの広い範囲でARPESを実施し，kz分散の周期性より内部ポテンシャルを約17 eVと決定した．またhn=78 eVで測定したARPESスペクトルにディラック錐状のバンドの存在を見出した．YbNi3Al9についてhn=24 eV，s偏光配置でスピン分解ARPESを行ったところ，最も明瞭に観測されるホールバンドに約30 meVのスピン分裂を観測した．
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Research Products
(39 results)
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[Journal Article] Valence transitions in Yb1+xIn1-xCu4 studied by high-resolution x-ray absorption spectroscopy, x-ray diffraction, and photoelectron spectroscopy2022
Author(s)
H. Yamaoka, S. Yamanaka, A. Ohmura, N. Tsujii, J. Valenta, Y. Furue, H. Sato, H. Ishii, N. Hiraoka, C. Michioka, H. Ueda, K. Yoshimura
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Journal Title
Journal of the Physical Society of Japan
Volume: 91
Pages: 124701/10p
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Systematic study of electronic states of Ln(O,F)BiS2 by spin- and angle-resolved photoemission spectroscopy2022
Author(s)
S.-L. Wu, K. Yaji, Y. Ota, A. Harasawa, S. Shin, T. Imai, K. Miyamoto, M. Nagao, S. Watauchi, I. Tanaka, X. Ma, H. Yang, Y. Cai, L. Zhao, X. Zhou, T. Okuda
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Journal Title
Physical Review B
Volume: 106
Pages: 104511/9p
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Tunneling current modulation in atomically precise graphene nanoribbon heterojunctions2022
Author(s)
B. V. Senkovskiy, A. V. Nenashev, S. K. Alavi, Y. Falke, H. M. Hell, P. Bampoulis, D. V. Rybkovskiy, D. Y. Usachov, A. V. Fedorov, A. I. Chernov, F. Gebhard, K. Meerholz, D. Hertel, M. Arita, T. Okuda, K. Miyamoto, K. Shimada, F. R. Fischer, T. Michely, S. D. Baranovskii, K. Lindfors, T. Szkopek, A. Gruneis
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Journal Title
Nature Communications
Volume: 12
Pages: 2542/11p
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Presentation] X線分光法によるEuBe13中のEu3+ 4f電子の熱励起に関する研究2023
Author(s)
浜原健太, 井角元, 田村浩太郎, 柴垣善則, 川端拓, 河村直己, 水牧仁一朗, 雀部矩正, 佐藤仁, 上田茂典, 日高宏之, 網塚浩, 魚住孝幸, 三村功次郎
Organizer
第36回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
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[Presentation] X線分光法でみるEu2Pt6Al15の温度誘起価数転移2023
Author(s)
後藤田将史, 河村直己, 井角元, 佐藤仁, 上田茂典, 水牧仁一朗, 雀部矩正, 大山耕平, 光田暁弘, 和田裕文, 魚住孝幸, 三村功次郎
Organizer
第36回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
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[Presentation] Band structure of ferromagnetic Fe4N thin-film revealed by spin- and angle- resolved photoelectron spectroscopy2023
Author(s)
K. Nakanishi, K. Ohwada, K. Kuroda, K. Sumida, H. Sato, K. Miyamoto, T. Okuda, S. Isogami, K. Masuda, Y. Sakuraba, A. Kimura
Organizer
APS March Meeting 2023
Int'l Joint Research
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[Presentation] Minority-spin dominated band structure of Fe4N thin films revealed by spin- and angle-resolved photoelectron spectroscopy2023
Author(s)
K. Nakanishi, K. Ohwada, K. Kuroda, K. Sumida, H. Sato, K. Miyamoto, T. Okuda, S. Isogami, K. Masuda, Y. Sakuraba, A. Kimura
Organizer
第70回応用物理学会春季学術講演会
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[Presentation] X線分光法によるEuBe13中のEu3+ 4f電子の熱励起に関する研究2022
Author(s)
浜原健太, 井角元, 田村浩太郎, 柴垣善則, 川端拓, 河村直己, 佐藤仁, 上田茂典, 水牧仁一朗, 日高宏之, 網塚浩, 魚住孝幸, 三村功次郎
Organizer
日本物理学会2022年秋季大会
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[Presentation] X線分光法による温度誘起価数転移物質Eu2Pt6Al15の電子状態の研究2022
Author(s)
後藤田将史, 河村直己, 井角元, 佐藤仁, 上田茂典, 水牧仁一朗, 雀部矩正, 大山耕平, 光田暁弘, 和田裕文, 魚住孝幸, 三村功次郎
Organizer
日本物理学会2022年秋季大会
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[Presentation] Fe3Ga薄膜のスピン分極バンド構造の観測2022
Author(s)
大和田清貴, 中西楓恋, 黒田健太, 宮本幸治, 奥田太一, 周偉男, 佐々木泰祐, 磯上慎二, 増田啓介, 桜庭裕弥, 木村昭夫
Organizer
日本物理学会2022年秋季大会
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