2021 Fiscal Year Annual Research Report
Optical measurement on topology of van der Waals materials
Publicly Offered Research
| Project Area | Discrete Geometric Analysis for Materials Design |
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| Project/Area Number |
20H04623
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
Chen Yong 東北大学, 材料科学高等研究所, 教授 (30806732)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | トポロジカル物質 / トポロジー / 離散幾何学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究提案では、固体物性におけるトポロジーと数学的概念のリンクとなる量子光学計測法の実験の発展を目標としている。今年度はファンデルワールス物質にモアレ超格子を導入し、電子物性が劇的に変化させることで相関現象やトポロジー現象の出現を観測できるか試みた。ファンデルワールス磁性体で試したところ、非同軸状態やドメイン構造を示したが、その操作は限定的であった。さらに、その研究を発展させ、二層反強磁性体CrI3を用いた素子を作製し、磁気光学カー効果顕微鏡により、モアレ磁性の特徴である非ゼロの純磁化で反強磁性秩序と強磁性秩序が共存していることを示した。さらに、電圧による磁気スイッチングと線型磁電効果も実証した。その他には、ファンデルワールス磁性体のヘテロ構造を作製し、磁気秩序や量子現象を検証した。垂直磁気異方性と面内磁気異方性を持つ層状反強磁性体CrI3とCrCl3のヘテロ構造を作製し、光磁気カー効果顕微鏡を用いて、CrI3に近接したCrCl3層における面外磁気秩序と、両者の間の強磁性界面結合を明らかにした。さらに、保磁力を電場によって大きく制御できることも明らかにした。この現象は、ヘテロ構造の構造反転対称性が崩れ、電場と界面磁性の結合が直接可能になったことに起因していると思われる。これらの成果は、ファンデルワールス物質のヘテロ構造によるものであり、スピントロニクスデバイスへの設計応用にもつなげることが期待できる。
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| Research Progress Status |
令和3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 |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Electrically tunable moire magnetism in twisted double bilayer antiferromagnets2022
Author(s)
Guanghui Cheng, Mohammad Mushfiqur Rahman, Andres Llacsahuanga Allcca, Avinash Rustagi, Xingtao Liu, Lina Liu, Lei Fu, Yanglin Zhu, Zhiqiang Mao, Kenji Watanabe, Takashi Taniguchi, Pramey Upadhyaya, Yong P. Chen
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Journal Title
arXiv
Volume: -
Pages: 1-24
DOI
Int'l Joint Research
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[Journal Article] Emergence of electric-field-tunable interfacial ferromagnetism in 2D antiferromagnet heterostructures2022
Author(s)
Guanghui Cheng, Mohammad Mushfiqur Rahman, Zhiping He, Andres Llacsahuanga Allcca, Avinash Rustagi, Kirstine Aggerbeck Stampe, Yanglin Zhu, Shaohua Yan, Shangjie Tian, Zhiqiang Mao, Hechang Lei, Kenji Watanabe, Takashi Taniguchi, Pramey Upadhyaya, Yong P. Chen
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Journal Title
arXiv
Volume: -
Pages: 1-14
DOI
Int'l Joint Research
