インターカレートされたトポロジカル絶縁体の構造と電子的特性

• 研究課題/領域番号: 13F03783
• 研究種目: 特別研究員奨励費
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 外国
• 研究分野: 物性II(理論)
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 島田 賢也 広島大学 (10284225)
• 研究分担者: SCHWIER EIKE FAB ; SCHWIER Eike 広島大学, 放射光科学研究センター, 外国人特別研究員 ; SCHWIER Eike Fabian 広島大学, 放射光科学研究センター, 外国人特別研究員
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 採択後辞退 (2015年度)
• 配分額: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円); 2015年度: 600千円 (直接経費: 600千円); 2014年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円); 2013年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
• キーワード: トポロジカル絶縁体 / 角度分解光電子分光 / 光電子回折 / インターカレーション / トボロジカル絶縁体

研究実績の概要

本研究では、鉄などの磁性金属や金や銅などの非磁性金属をトポロジカル絶縁体の表面に微量蒸着し、表面および金属原子がインターカレートされた界面構造および表面電子状態を解明することを目的としている。平成26年度は、広島大学放射光科学研究センターにおいてトポロジカル絶縁体Bi2Se3に条件を変えながら数原子層の金（Au）を蒸着し、角度分解光電子分光によりその電子状態を調べた。その結果、基板の温度に依存してある臨界的なAu膜厚が存在し、それを超えるとトポロジカル表面準位が顕著に変化することを明らかにした。トポロジカル絶縁体TlBiSe2については、STM像の観察および内殻準位の光電子回折パターンから、劈開面においてはちょうど一原子層分だけ高さが異なる島状構造が存在し、それはセレンの欠陥に由来することが示唆された。フリブール大学との国際共同研究でスイス放射光実験施設においてX線光電子回折実験を行い、第一原理バンド理論で解析を進めた。さらにプラハ大学の理論グループと共同して、表面の格子欠陥がある場合、格子定数がどうなるのかについて、多重散乱理論を用いた解析を進めた。またTl5d内殻準位で観測された表面・バルクの内殻準位シフトについて理論的解析を進めた。

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Structural and electronic properties of manganese-doped Bi2Te3 epitaxial layers (2015)
  • 著者名/発表者名: J. Ruzicka, O. Caha, V. Holy, H. Steiner, V. Volobuiev, A. Ney, G. Bauer, T. Duchon, K. Veltruska, I. Khalakhan, V. Matolin, E. F. Schwier, H. Iwasawa, K. Shimada, G. Springholz
  • 雑誌名: New Journal of Physics 巻: 17 号: 1 ページ: 013028-013028
  • DOI: 10.1088/1367-2630/17/1/013028
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Electronic structure of heavy fermion caged-compound Ce3Pd20X6 (X = Si, Ge) studied by photoelectron spectroscopy (2015)
  • 著者名/発表者名: Hitoshi Yamaoka, Eike F. Schwier, Masashi Arita, Kenya Shimada, Naohito Tsujii, Ignace Jarrige, Jian Jiang, Hirokazu Hayashi, Hideaki Iwasawa, Hirofumi Namatame, Masaki Taniguchi, and Hideaki Kitazawa
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 91 号: 11 ページ: 115139-115139
  • DOI: 10.1103/physrevb.91.115139
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Symmetry Resolved Surface-Derived Electronic Structure of MoS2(0001) (2014)
  • 著者名/発表者名: Takashi Komesu, Duy Le, Quan Ma, Eike F. Schwier, Yohei Kojima, Mingtian Zheng, Hideaki Iwasawa, Kenya Shimada, Masaki Taniguchi, Ludwig Bartels, Talat Rahman and P. A. Dowben
  • 雑誌名: Journal of Physics: Condensed Matter 巻: 26 号: 45 ページ: 455501-455501
  • DOI: 10.1088/0953-8984/26/45/455501
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Occupied and Unoccupied Electronic Structure of Na doped MoS2(0001) (2014)
  • 著者名/発表者名: Takashi Komesu, Duy Le, Xin Zhang, Quan Ma, Eike F. Schwier, Yohei Kojima, Mingtian Zheng, Hideaki Iwasawa, Kenya Shimada, Masaki Taniguchi, Ludwig Bartels, Talat Rahman and P. A. Dowben
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 105 号: 24
  • DOI: 10.1063/1.4903824
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Experimental verification of the surface termination in the topological insulator T1BiSe_2 using core-level photoelectron spectroscopy and scanning tunneling microscopy (2013)
  • 著者名/発表者名: Kenta Kuroda, Mao Ye, Eike F. Schwier, Munisa Nurmamat, Kaito Shirai, Masashi Nakatake, Shigenori Ueda, Koji Miyamoto, Taichi Okuda, Hirofumi Namatame, Masaki Taniguc hi, Yoshifumi Ueda, and Akio Kimura
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 88 号: 24 ページ: 245308-245315
  • DOI: 10.1103/physrevb.88.245308
  • 査読あり
• [学会発表] Probing the surface structure of TlBiSe2 using Photoelectron Diffraction, Scanning Tunneling Spectroscopy and Ab-Initio Theory (2015)
  • 著者名/発表者名: Eike F Schwier, Clement Didiot, Kenta Kuroda, Roland Stania, Jun Zhang, Elia Razzoli, Mao Ye, Hideaki Iwasawa, Matthias Munwiler, Philipp Aebi, Akio Kimura, Kenya Shimada, Hirofumi Namatame, Masaki Taniguchi
  • 学会等名: The 19th Hiroshima International Symposium on Synchrotron Radiation
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 2015-03-05 – 2015-03-06
• [学会発表] Probing the surface structure of TlBiSe2 using Photoelectron Diffraction, Scanning Tunneling Spectroscopy and Ab-Initio Theory (2014)
  • 著者名/発表者名: Eike F Schwier, Clement Didiot, Kenta Kuroda, Roland Stania, Jun Zhang, Elia Razzoli, Mao Ye, Hideaki Iwasawa, Matthias Munwiler, Philipp Aebi, Akio Kimura, Kenya Shimada, Hirofumi Namatame, Masaki Taniguchi
  • 学会等名: International Symposium on Surface Science
  • 発表場所: 松江
  • 年月日: 2014-11-02 – 2014-11-06
• [学会発表] The Electronic and Geometric Structure of Au deposited on Bi2Se3 (2014)
  • 著者名/発表者名: E. F. Schwier, M. Ye, J. Jiang, H. Iwasawa, T. Horike, Y. Nagata, H. Hayashi, A. Kimura, K. Shimada, H. Namatame, M. Taniguchi
  • 学会等名: 日本物理学会 2014年秋季大会
  • 発表場所: 中部大学
  • 年月日: 2014-09-07 – 2014-09-10
• [学会発表] The Electronic and Geometric Structure of Au deposited on Bi2Se3 (2014)
  • 著者名/発表者名: E. F. Schwier, M. Ye, J. Jiang, H. Iwasawa, T. Horike, Y. Nagata, H. Hayashi, A. Kimura, K. Shimada, H. Namatame, M. Taniguchi
  • 学会等名: New Trends in Topological Insulators
  • 発表場所: Berlin, Germany
  • 年月日: 2014-07-07 – 2014-07-10
• [学会発表] Investigation of the surface states of the Si (331)-12x1 surface and the influence of In and Bi adatoms (2014)
  • 著者名/発表者名: E. F. Schwier, C. Didiot, Y. Nagata, T. Horike, M. Zheng, H. Iwasawa, M. Nakatake, K. Shimada, H. Namatame, M. Taniguchi, P. Aebi
  • 学会等名: The 18th Hiroshima International Symposium on Synchrotron Radiation
  • 発表場所: Hiroshima University Faculty Club, Hiroshima, Japan
• [学会発表] High-resolution ARPES of Ce and La thin films (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Kojima, Y. Nagata, K. Shimada, H. Iwasawa, E. F. Schwier, T. Horike, M. Zheng, Y. Aiura, H. Namatame, M. Taniguchi
  • 学会等名: The 18th Hiroshima International Symposium on Synchrotron Radiation
  • 発表場所: Hiroshima University Faculty Club, Hiroshima, Japan
• [学会発表] Spin and Angle-resolved photoemission spectroscopy study of surface state in Pb (110) (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Horike, K. Miyamoto, T. Okuda, H. Iwasawa, E. F. Schwier, J. Jiang, M. Arita, Y. Nagata, H. Hayashi, Y. Aiura, K. Shimada, H. Namatame, M. Taniguchi
  • 学会等名: The 18th Hiroshima International Symposium on Synchrotron Radiation
  • 発表場所: Hiroshima University Faculty Club, Hiroshima. Janan
• [学会発表] Ce及びLa薄膜の高分解能角度分解光電子分光 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小島耀平、永田偉士、Eike F. Schwier、羽渕隆文、岩澤英明、堀家大希、相浦義弘、島田賢也、生天目博文、谷口雅樹
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学湘南キャンパス
• [学会発表] 角度分解光電子分光によるLa/W (110)の4f電子の寄与 (2013)
  • 著者名/発表者名: 永田偉士、羽渕隆文、Eike Fabian Schwier、岩澤英明、姜健、林博和、堀家大希、相浦義弘、島田賢也、生天目博文、谷口雅樹
  • 学会等名: 日本物理学会2013年秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学常三島キャンパス
• [学会発表] 偏光依存高分解能角度分解光電子分光によるPb (110)単結晶の表面電子状態 (2013)
  • 著者名/発表者名: 堀家大希、姜健、Eike Fabian Schwier、岩澤英明、有田将司、宮本幸治、永田偉士、林博和、相浦義弘, 島田賢也、生天目博文、谷口雅樹
  • 学会等名: 日本物理学会2013年秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学常三島キャンパス
• [学会発表] High-resolution angle-resolved photoemission study of Fe/MgO (100) (2013)
  • 著者名/発表者名: Mingtian Zheng, Kenya Shimada, Hideaki Iwasawa, Eike F. Schwier, Taiki Horike, Yorito Nagata, Hirofumi Namatame. Masaki Taniguchi
  • 学会等名: 日本物理学会2013年秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学常三島キャンパス
• [学会発表] An investigation of the electronic and geometric structure of Au deposited on the topological insulator Bi_2Se_3 (2013)
  • 著者名/発表者名: E. F. Schwier, M. Ye, J. Jiang, H. Iwasawa, T. Horike, Y. Nagata, H. Hyashi, A. Kimura, K. Shimada, M. Taniguchi
  • 学会等名: 12th International Conference on Atomically Controlled Surfaces, Interfaces and Nanostructures
  • 発表場所: Tsukuba International Congress Center, Tsukuba, Japan