2023 Fiscal Year Annual Research Report
単原子磁石と磁気結合したトポロジカル近藤絶縁体のスピン偏極表面状態
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20K21119
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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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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2024-03-31
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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 |
極低温領域で強い電子相関によって金属-絶縁体転移を起こすSmB6は近年、トポロジカル絶縁体であると理論予測され新奇な量子現象の発現が期待されている。本研究ではSmB6(001)表面に磁性Co単一原子を作製し、両者の間に働く磁気相互作用を利用して近藤効果（強い電子相関）がSmB6のトポロジカル表面状態の発現に及ぼす影響を原子スケールで明らかにすることを目的とする。本年度はまず、STM装置の改良に取り組み、電子ビーム蒸着源を用いたその場蒸着により磁性Co単一原子をSmB6(001)表面上に作製できるようにした。Co単一原子がSmB6の近藤共鳴状態と表面電子状態に及ぼす影響を明らかすることを目的に、加熱温度を精密制御してp(1×1)領域とc(2×2)領域が共存したSmB6(001)表面を作製した。そして、それぞれの領域上にCo単一原子を吸着させてSmB6との磁気相互作用をSTM分光測定によって調べた。実験ではまず、Co単一原子吸着前のp(1×1)-SmB6(001)表面とc(2×2)-SmB6(001)表面のSTM分光測定を行った。スペクトル形状や近藤効果に由来するエネルギーギャップの大きさが異なることが示され、表面構造の違いによって電子状態、特に電子相関の様子が大きく変調を受けることがわかった。次にCo単一原子の電子状態を調べた。結果、Co単一原子のフェルミ準位近傍のSTM分光スペクトルはファノ関数で再現されたことから近藤共鳴状態が形成されていることがわかった。また、p(1×1)領域とc(2×2)領域上ではスペクトルの形状が異なり、さらにCo単一原子周辺のSmB6電子状態の空間変調の様子にも違いが観測された。SmB6(001)表面の構造の違いによってCo単一原子との相互作用強度が異なることが示唆される。
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[Presentation] 雰囲気制御型硬X線光電子分光によるPd/Ni薄膜ヘテロ構造の水素吸蔵特性その場観察2024
Author(s)
筒井健三郎, 小野広喜, 河添理央, 山本航平, 石山修, 徐玉均, 中辻寛, 高木康多, 横山利彦, 水口将輝, 宮町俊生
Organizer
第71回応用物理学会 秋季学術講演会
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[Presentation] Atomic-scale interface structures of FeCo alloy thin films on Cu(001) grown by nitrogen surfactant epitaxy2023
Author(s)
T. Miyamachi, Y. Umeda, H. Ono, K. Kawaguchi, T. Gozkinski3,4, T. Iimori, K. Yamamoto, W. Wulfhekel, T. Yokoyama, F. Komori, and M. Mizuguchi
Organizer
International Conference on Materials and Systems for Sustainability 2023 (ICMaSS2023)
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