2014 Fiscal Year Annual Research Report
超高分解能３次元スピン分解光電子分光による新機能物質の基盤電子状態解析
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23224010
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
高橋 隆 東北大学, 原子分子材料科学高等研究機構, 教授 (00142919)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 宇史 東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (10361065)
相馬 清吾 東北大学, 原子分子材料科学高等研究機構, 准教授 (20431489)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | スピン分解光電子分光 / トポロジカル絶縁体 / 高温超伝導体 / スピントロニクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
最終年度である本年度は、新機能物質の基盤電子状態を決定するために、低速電子線回折スピン分解システム、アナライザー、分光系、測定試料系のマッチング調整を行い、Fe磁性薄膜から高い反射強度の実現と超高エネルギー分解能5 meVを達成する事に成功した。この装置や高輝度放射光施設を用いることで、新機能物質、とりわけ、鉄系超伝導体、ラシュバ金属、トポロジカル絶縁体において、フェルミ準位近傍の電子状態を高精度で決定した。FeSe超伝導体では、低温秩序相において明確なバンド分裂を観測し、電子ネマティック転移が起こっていると結論した。また、ラシュバ金属であるビスマスにおいて、世界に先駆けて１次元エッジ状態に起因したエネルギーバンドを観測することに成功した。さらに、このバンドは巨大なラシュバ分裂とスピンの面直成分を示すことから、エッジにおける強い空間反対称性の破れが電子状態に支配的に影響していると結論した。また、シリセンの層間にCaを挿入したシリセン層間化合物CaSi2の電子状態をARPESによって決定し、ブリルアンゾーンのK点近傍においてパイ電子がディラックコーンを形成することを明らかにした。この事から、グラフェンとは異なりバックリング構造をもつシリセンでも、ほぼ質量ゼロのディラック電子が安定して存在できると結論した。また、タリウム系トポロジカル絶縁体の上に２原子層ビスマスを成長し、その電子状態を調べた結果、トポロジカル表面状態が接合によって大きな変調を受け、本来トポロジカルな性質を持たないビスマスの電子状態にトポロジカルな性質を移動させる事に成功した。「トポロジカル近接効果」とも呼べるこの特殊な物理現象は、ありふれた金属にトポロジカルな性質を付与するなど、スピントロニクス分野への応用の可能性を拓くものである。
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| Research Progress Status |
26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 |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Evolution from incoherent to coherent electronic states and its implications to superconductivity in FeTe1-xSex2014
Author(s)
E. Ieki, K. Nakayama, Y. Miyata, T. Sato, H. Miao, N. Xu, X.-P. Wang, P. Zhang, T. Qian, P. Richard, Z.-J. Xu, J. S. Wen, G. D. Gu, H. Q. Luo, H.-H. Wen, H. Ding, and T. Takahashi
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Journal Title
Phys. Rev. B
Volume: 89
Pages: 140506(1-5)
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] High quality three dimensional nanoporous graphene2014
Author(s)
Y. Ito, Y. Tanabe, H-J. Qiu, K. Sugawara, S. Heguri, N. H. Tu, K. Kim Huynh, T. Fujita, T. Takahashi, K. Tanigaki, M. W. Chen
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Journal Title
Angew. Chem. Int. Ed.
Volume: 126
Pages: 4922-4926
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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