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2023 Fiscal Year Annual Research Report

Verification of ferromagnetism in Li-intercalated graphene

Research Project

Project/Area Number 21K14533
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

一ノ倉 聖  東京工業大学, 理学院, 助教 (00792566)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Keywordsグラフェン / インターカレーション / 層間化合物 / フラットバンド / 炭化ケイ素 / 異常ホール効果
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、グラフェン層間化合物の合成による2次元強磁性体の創出を目的としている。アルカリ金属やアルカリ土塁金属が侵入したグラフェンにおいてはフラットバンド機構による強磁性が期待される。そのため、様々な元素の添加によるフラットバンドの生成とそれによる強磁性発現の検証を進めた。
昨年度までで、リチウム層間化合物におけるフラットバンドの観測と制御に成功していた。本年度はカルシウム層間化合物の研究を行った。2層グラフェン層間化合物において、過剰なカルシウムがグラフェンと炭化ケイ素の界面に金属層を形成し、それがグラフェンの電子軌道と混成することでフラットバンドを生み出すことが明らかになった。
ここまでで発見したフラットバンド物質について、強磁性発現に伴うスピン分裂を検証するために高分解能光電子分光を行ったが、スピン分裂は観測されなかった。フラットバンド強磁性を実現するには電界効果等を用いてフラットバンド近傍での電子密度制御を細かく行う必要があるとわかった。
一方、強磁性を検出するための異常ホール効果測定系の開発は完了した。この機構の動作テストを兼ねて磁性トポロジカル絶縁体の測定を行い、強磁性発現に伴う異常ホール効果の測定に成功した。
研究期間全体を総括した成果を述べる。リチウムとカルシウムの層間化合物においてフラットバンドの生成とエネルギー制御に成功し、それぞれ論文発表を行った。その強磁性を検出するために異常ホール効果の測定系を完成させた。

  • Research Products

    (19 results)

All 2024 2023

All Presentation (19 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Presentation] Interface Effect in Superconducting Ca-intercalated Bilayer Graphene on SiC2024

    • Author(s)
      一ノ倉聖
    • Organizer
      フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
    • Invited
  • [Presentation] Intercalation-driven Superconductivity in Graphene2023

    • Author(s)
      一ノ倉聖
    • Organizer
      明日の放射光光電子分光研究展開のシーズとニーズ
    • Invited
  • [Presentation] Si(111)(√3×√3)R30°-Sn表面の電子状態の基板依存性2023

    • Author(s)
      西道広海, 石原和宜, 田中清尚, 加来滋, 一ノ倉聖, 平原徹
    • Organizer
      日本物理学会2024春季大会
  • [Presentation] 磁性トポロジカル絶縁体MnBi2Se4/Bi2Se3サンドイッチ構造のXMCD測定2023

    • Author(s)
      秋山亮介, 佐々木泰祐, D. P. Salinas, M. Valvidares, 一ノ倉聖, 平原徹
    • Organizer
      日本物理学会2024春季大会
  • [Presentation] 磁性トポロジカル絶縁体ヘテロ構造MnBi2Te4/Bi2Te3のin situホール測定による磁化特性の評価2023

    • Author(s)
      石原和宜, 西道広海, 佐々木泰祐, 秋山亮介, D. P. Salinas, M. Valvidares, 一ノ倉聖, 平原徹
    • Organizer
      日本物理学会2024春季大会
  • [Presentation] Kインターカレート2層グラフェンの電子構造2023

    • Author(s)
      中村達哉, 一ノ倉聖, 徳田啓, 田中清尚, 平原徹
    • Organizer
      日本物理学会2024春季大会
  • [Presentation] Scanning tunneling microscopy/spectroscopy studies of monolayer FeTe on SrTiO3(001)-√13×√132023

    • Author(s)
      Wen Si, Bin Yu, Satoru Ichinokura, Toru Hirahara
    • Organizer
      APS 2024 March Meeting
  • [Presentation] Scanning tunneling microscopy/spectroscopy studies of monolayer FeTe on SrTiO3(001)-√13×√132023

    • Author(s)
      Wen Si, Bin Yu, Satoru Ichinokura, Toru Hirahara
    • Organizer
      ICSPM-31
  • [Presentation] イオン液体電解質-LiCoO2 電極界面抵抗の定量的研究:界面反応層による電池特性の改善2023

    • Author(s)
      西尾 和記, ジュン デン, 一ノ倉 聖, 渡邊 祐紀, 枝村 紅依, 中山 亮, 清水 亮太, 平原 徹, 一杉 太郎
    • Organizer
      第49回固体イオニクス討論会
  • [Presentation] Scanning tunneling microscopy/spectroscopy studies of monolayer FeSe and FeTe modulated by SrTiO3(001) Substrate Surface2023

    • Author(s)
      Wen Si, Bin Yu, Tomoaki Tanaka, Satoru Ichinokura, Toru Hirahara
    • Organizer
      第6回日本表面真空学会若手部会研究会
  • [Presentation] Ca およびMnがインターカレートしたグラフェン/SiC における界面の効果2023

    • Author(s)
      德田啓、一ノ倉聖、豊田雅之、田中清尚、斎藤晋、平原徹
    • Organizer
      第6回日本表面真空学会若手部会研究会
  • [Presentation] Scanning tunneling microscopy/spectroscopy studies of monolayer FeTe on SrTiO3(001)-√13×√132023

    • Author(s)
      Wen Si, Bin Yu, Satoru Ichinokura, Toru Hirahara
    • Organizer
      JVSS 2023
  • [Presentation] Superconductivity of Ca-intercalated bilayer graphene enhanced by confinement epitaxy2023

    • Author(s)
      Satoru Ichinokura, Kei Tokuda, Masayuki Toyoda, Kiyohisa Tanaka, Susumu Saito, Toru Hirahara
    • Organizer
      JVSS 2023
  • [Presentation] Scanning tunneling microscopy/spectroscopy Studies of Monolayer FeTe on SrTiO3(001)-√13×√132023

    • Author(s)
      Wen Si, Bin Yu, Satoru Ichinokura, Toru Hirahara
    • Organizer
      2023年日本物理学会年次大会
  • [Presentation] ディラックハーフメタル候補物質グラフェン/Mn/SiCの作製の試みとその電子状態測定2023

    • Author(s)
      德田啓, 一ノ倉聖, 田中清尚, 平原徹
    • Organizer
      2023年日本物理学会年次大会
  • [Presentation] ホールドープされた表面モット絶縁体の試料評価と電子状態測定2023

    • Author(s)
      西道広海, 加来滋, 一ノ倉聖, 平原徹
    • Organizer
      2023年日本物理学会年次大会
  • [Presentation] SiC基板上のCaインターカレートグラフェンが示す2次元超伝導:グラフェンと基板の界面に注目して2023

    • Author(s)
      遠山晴子, 秋山了太, 一ノ倉聖, 橋爪瑞葵, 飯森拓嗣, 遠藤由大, 保原麗, 松井朋裕, 堀井健太郎, 佐藤瞬亮, 平原徹, 小森文夫, 長谷川修司
    • Organizer
      2023年日本物理学会年次大会
  • [Presentation] ホールドープされたモット絶縁体表面の試料評価と電子状態測定2023

    • Author(s)
      西道広海、加来滋、一ノ倉聖、平原徹
    • Organizer
      日本表面真空学会 2023年関東支部講演会
  • [Presentation] Caインターカレート2層グラフェンにおけるCa-3d軌道の価電子帯への寄与2023

    • Author(s)
      一ノ倉聖、豊田雅之、德田啓、田中清尚、斎藤晋、平原徹
    • Organizer
      日本表面真空学会 2023年関東支部講演会

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Published: 2024-12-25  

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