2016 Fiscal Year Annual Research Report
Anomalous quantization behavior of strongly correlated electrons in oxide quantum-well structures
Project/Area Number |
25287095
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Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
Principal Investigator |
組頭 広志 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 教授 (00345092)
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Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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Keywords | 強相関エレクトロニクス / 量子井戸構造 / 角度分解光電子分光 / 強相関電子系 / 機能性酸化物 / フェルミオロジー / バンド構造 / 酸化物エレクトロニクス |
Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、電子論的パラメーターを制御した強相関酸化物量子井戸構造を設計・作製し、その量子化状態を角度分解光電子分光(ARPES)により直接決定することで、量子閉じ込めを受けた強相関電子の奇妙な振る舞いを明らかにすることを目的としている。
H26年度から偏光(垂直、水平、右円、左円)を切り替え可能なビームラインが稼働し始め、偏光依存のARPES測定が可能になっている。これにより、V 3d状態の量子化状態を軌道毎に分離して決定出来るようになったが、取得された膨大なデータを効率よく整理・解析するために、本年度は測定系と連動した解析プログラムを整備した。具体的には、ARPESデータの解析プログラムの開発、および膜厚依存・偏光依存などのルーチン測定データの解析スキームを構築することで強相関電子の量子化状態の研究速度を向上させた。また、偏光可変ARPES測定用の新型マニュピレータを設計・作製しARPES装置に組み込むことで、広い波数空間の測定が可能な偏光依存ARPES装置を完成させた。
本年度は、これらの測定装置を用いて、H27年度に遂行できなかったSrVO3/SrTiO3/SrVO3二重量子井戸構造における量子化状態の干渉についての研究を遂行した。その結果、SrTiO3絶縁バリアー層で隔てられたSrVO3金属量子井戸内の量子化状態がお互いに干渉している様子を軌道毎に分離して観測することに成功した。また、この干渉効果はSrVO3の量子化準位位置とSrTiO3絶縁バリアー層の厚さにより制御できることを見いだした。さらに、これらの実験結果がバンド計算の結果とよい一致を示すこと、つまり量子干渉効果により説明できることを明らかにした。これにより、二重量子井戸構造を用いた強相関電子の波動関数の設計指針を確立した。
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Research Progress Status |
28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 |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Ce 4f electronic states of CeO1-xFxBiS2 studied by soft X-ray photoemission spectroscopy2017
Author(s)
T. Wakita, K. Terashima, T. Hamada, H. Fujiwara, M. Minohara, M. Kobayashi, K. Horiba, H. Kumigashira, G. Kutluk, M. Nagao, S. Watauchi, I. Tanaka, S. Demura, H. Okazaki, Y. Takano, Y. Mizuguchi, O. Miura, K. Okada, Y. Muraoka, and T. Yokoya
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Journal Title
Phys. Rev. B
Volume: 95
Pages: 085109[1-9]
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Dirac Fermions in Borophene2017
Author(s)
Baojie Feng, Osamu Sugino, Ro-Ya Liu, Jin Zhang, Ryu Yukawa, Mitsuaki Kawamura, Takushi Iimori, Howon Kim, Yukio Hasegawa, Hui Li, Lan Chen, Kehui Wu, Hiroshi Kumigashira, Fumio Komori, Tai-Chang Chiang, Sheng Meng, Iwao Matsuda
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Journal Title
Phys. Rev. Lett.
Volume: 118
Pages: 096401[1-6]
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Interlayer states arising from anionic electrons in the honeycomb lattice-based compounds AeAlSi (Ae = Ca, Sr, Ba)2017
Author(s)
Yangfan Lu, Tomofumi Tada, Yoshitake Toda, Shigenori Ueda, Jiazhen Wu, Jiang Li, Koji Horiba, Hiroshi Kumigashira, Yaoqing Zhang, and Hideo Hosono
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Journal Title
Phys. Rev. B
Volume: 95
Pages: 125117[1-9]
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Resonant Photoemission and X-ray Absorption Spectroscopies of Lithiated Magnetite Thin Film2017
Author(s)
Takashi Tsuchiya, Kinya Kawamura, Wataru Namiki, Shoto Furuichi, Makoto Takayanagi, Makoto Minohara, Masaki Kobayashi, Koji Horiba, Hiroshi Kumigashira, Kazuya Terabe, Tohru Higuchi
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Journal Title
Jpn. J. Appl. Phys.
Volume: 56
Pages: 04CK01[1-5]
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Phonon-dressed two-dimensional carriers on the ZnO surface2016
Author(s)
R. Yukawa, K. Ozawa, S. Yamamoto, H. Iwasawa, K. Shimada, E. F. Schwier, K. Yoshimatsu, H. Kumigashira, H. Namatame, M. Taniguchi, and I. Matsuda
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Journal Title
Phys. Rev. B
Volume: 94
Pages: 165313[1-5]
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Hubbard band or oxygen vacancy states in the correlated electron metal SrVO3?2016
Author(s)
S. Backes, T. C. Rodel, F. Fortuna, E. Frantzeskakis, P. Le Fevre, F. Bertran, M. Kobayashi, R. Yukawa, T. Mitsuhashi, M. Kitamura, K. Horiba, H. Kumigashira, R. Saint-Martin, A. Fouchet, B. Berini, Y. Dumont, A. J. Kim, F. Lechermann, H. O. Jeschke, M. J. Rozenberg, R. Valenti, and A. F. Santander-Syro
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Journal Title
Phys. Rev. B.
Volume: 94
Pages: 241110R[1-7]
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Electronic structure of c-axis controlled α-Fe2O3 thin film probed by soft-X-ray spectroscopy2016
Author(s)
Kinya Kawamura, Naoya Suzuki, Takashi Tsuchiya, Shohei Yamaguchi, Masanori Ochi, Takaaki Suetsugu, Makoto Minohara, Masaki Kobayashi, Koji Horiba, Hiroshi Kumigashira, and Tohru Higuchi
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Journal Title
Jpn. J. Appl. Phys.
Volume: 55
Pages: 06GJ04[1-4]
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Ce Core-Level Spectroscopy, and Magnetic and Electrical Transport Properties of Lightly Ce-Doped YCoO32016
Author(s)
Yoshihiko Kobayashi, Tsuyoshi Koike, Mario Okawa, Ryohei Takayanagi, Shohei Takei, Makoto Minohara, Masaki Kobayashi, Koji Horiba, Hiroshi Kumigashira, Akira Yasui, Eiji Ikenaga, Tomohiko Saitoh, and Kichizo Asai
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Journal Title
J. Phys. Soc. Jpn.
Volume: 85
Pages: 114704[1-8]
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Epitaxial growth and electric properties of γ-Al2O3 films on β-Ga2O3 substrates2016
Author(s)
Mai Hattori, Takayoshi Oshima, Ryo Wakabayashi, Kohei Yoshimatsu, Kohei Sasaki, Takekazu Masui, Akito Kuramata, Shigenobu Yamakoshi, Koji Horiba, Hiroshi Kumigashira, and Akira Ohtomo
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Journal Title
Jpn. J. Appl. Phys.
Volume: 55
Pages: 1202B6[1-5]
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Suppression of the antiferromagnetic pseudogap in the electron-doped high-temperature superconductor by protect annealing2016
Author(s)
M. Horio, T. Adachi, Y. Mori, A. Takahashi, T. Yoshida, H. Suzuki, L. C. C. Ambolode, II, K. Okazaki, K. Ono, H. Kumigashira, H. Anazai, M. Arita, H. Namatame, M. Taniguchi, D. Ootsuki, K. Sawada, M. Takahashi, T. Mizokawa, Y. Koike, and A. Fujimori
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Journal Title
Nature Communications
Volume: 7
Pages: 10567[1-8]
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Slater to Mott crossover in the metal to insulator transition of Nd2Ir2O72016
Author(s)
M. Nakayama, Takeshi Kondo, Z. Tian, J.J. Ishikawa, M. Halim, C. Bareille, W. Malaeb, K. Kuroda, T. Tomita, S. Ideta, K. Tanaka, M. Matsunami, S. Kimura, N. Inami, K. Ono, H. Kumigashira, L. Balents, S. Nakatsuji, and S. Shin
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Journal Title
Phys. Rev. Lett.
Volume: 117
Pages: 056403[1-6]
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Surface Kondo effect and non-trivial metallic state of the Kondo Insulator YbB122016
Author(s)
Kenta Hagiwara, Yoshiyuki Ohtsubo, Masaharu Matsunami, Shin-ichiro Ideta, Kiyohisa Tanaka, Hidetoshi Miyazaki, Julien E. Rault, Patrick Le Fevre, Francois Bertran, Amina Taleb-Ibrahimi, Ryu Yukawa, Masaki Kobayashi, Koji Horiba, Hiroshi Kumigashira, Kazuki Sumida, Taichi Okuda, Fumitoshi Iga, and Shin-ichi Kimura
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Journal Title
Nature Communications
Volume: 7
Pages: 12690[1-6]
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Comparative ARPES studies of LaOxF1-xBiS2 (x = 0.23 and 0.46)2016
Author(s)
K. Terashima, T. Wakita, M. Sunagawa, H. Fujiwara, T. Nagayama, K. Ono, H. Kumigashira, M. Nagao, S. Watauchi, I. Tanaka, H. Okazaki, Y. Takano, Y. Mizuguchi, H. Usui, K. Kuroki, Y. Muraoka, and T. Yokoya
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Journal Title
J. Phys.: Conf. Ser.
Volume: 683
Pages: 012002[1-7]
DOI
Peer Reviewed
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