運動量にロックされたスピン分極を持つ物質における電子構造の解明と新現象の探索

• 研究課題/領域番号: 15H03683
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物性Ⅱ
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 石坂 香子 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (20376651)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円); 2017年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円); 2016年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円); 2015年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
• キーワード: スピン軌道相互作用 / トポロジカル物質 / 光電子分光 / トポロジカル表面状態 / 電荷密度波 / 物性実験 / ワイル半金属 / 超伝導

研究成果の概要

固体中の電子に働く相対論効果であるスピン軌道相互作用は、トポロジカル絶縁体やスピントロニクス機能を創出する鍵となっており、新しい量子状態や電気磁気効果を開拓するうえで注目されている。本研究では、固体中の電子のエネルギー、運動量、およびスピンを分解して測定できるスピン分解角度分解光電子分光という手法を用いることにより、超伝導体やトポロジカル半金属の候補物質の電子構造とスピン軌道相互作用の役割を解明した。

研究成果

• [雑誌論文] Orbital-anisotropic electronic structure in the nonmagnetic state of BaFe2(As1-xPx)2 superconductors (2018)
  • 著者名/発表者名: 1.T. Sonobe, T. Shimojima, A. Nakamura, M. Nakajima, S.Uchida, K. Kihou, C.H. Lee, A. Iyo, H. Eisaki, K. Ohgushi, K. Ishizaka
  • 雑誌名: Sci. Rep. 巻: 8 号: 1 ページ: 2169-2169
  • DOI: 10.1038/s41598-018-20332-1
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Antiferroic electronic structure in the nonmagnetic superconducting state of the iron-based superconductors (2017)
  • 著者名/発表者名: Shimojima Takahiro、Malaeb Walid、Nakamura Asuka、Kondo Takeshi、Kihou Kunihiro、Lee Chul-Ho、Iyo Akira、Eisaki Hiroshi、Ishida Shigeyuki、Nakajima Masamichi、Uchida Shin-ichi、Ohgushi Kenya、Ishizaka Kyoko、Shin Shik
  • 雑誌名: Science Advances 巻: 3 号: 8
  • DOI: 10.1126/sciadv.1700466
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Observation of spin-polarized bands and domain-dependent Fermi arcs in polar Weyl semimetal MoTe2 (2017)
  • 著者名/発表者名: M. Sakano,M. S. Bahramy, H. Tsuji, Araya, K. Ikeura, H. Sakai, S. Ishiwata, K. Yaji, K. Kuroda, A. Harasawa, S. Shin, and K. Ishizaka
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 95 号: 12
  • DOI: 10.1103/physrevb.95.121101
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Multiple-pseudogap phases in the hydrogen-doped LaFeAsO system (2017)
  • 著者名/発表者名: A. Nakamura, T. Shimojima, T. Sonobe, S. Yoshida, K. Ishizaka, W. Malaeb, S. Shin, S. Iimura, S. Matsuishi, and H. Hosono
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 95 号: 6
  • DOI: 10.1103/physrevb.95.064501
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Electron and lattice dynamics of transition metal thin films observed by ultrafast electron diffraction and transient optical measurements (2016)
  • 著者名/発表者名: A.Nakamura, T. Shimojima, M. Nakano, Y. Iwasa, and K. Ishizaka
  • 雑誌名: Struct, Dyn. 巻: 3 号: 6
  • DOI: 10.1063/1.4971210
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Topologically protected surface states in a centrosymmetric superconductor β-PdBi_2 (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Sakano, K. Okawa, K. Kanou, H. Sanjo, T. Okuda, T. Sasagawa, K. Ishizaka
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 6 号: 1
  • DOI: 10.1038/ncomms9595
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Momentum-Dependent Sign Inversion of Orbital Order in Superconducting FeSe (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Suzuki, T. Shimojima, T. Sonobe, A. Nakamura, M. Sakano, H. Tsuji, J. Omachi, K. Yoshioka, M. Kuwata-Gonokami, T. Watashige, R. Kobayashi, S. Kasahara, T. Shibauchi, Y. Matsuda, Y. Yamakawa, H. Kontani, and K. Ishizaka
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 92 号: 20 ページ: 205117-205117
  • DOI: 10.1103/physrevb.92.205117
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Nonequilibrium electronic and phonon dynamics of Cu0.17Bi2Se3 investigated by core-level and valence-band time-resolved photoemission spectroscopy (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Yamamoto, Y. Ishida, R. Yoshida, M. Okawa, K. Okazaki, T. Kanai, A. Kikkawa, Y. Taguchi, T. Kiss, K. Ishizaka, N. Ishii, J. Itatani, S. Watanabe, Y. Tokura, T. Saitoh, and S. Shin
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 92 号: 12
  • DOI: 10.1103/physrevb.92.121106
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [学会発表] α-PdBi2におけるトポロジカル表面バンド構造の観測 (2018)
  • 著者名/発表者名: 久保田祐貴、坂野昌人、大川顕次郎、角田一樹、E. F. Schwier、奥田太一、島田賢也、笹川崇男、石坂香子
  • 学会等名: 日本物理学会第73回年次大会
• [学会発表] 二重ジグザグ鎖形状の格子歪みをもつ1T”-VTe2の電子状態 (2018)
  • 著者名/発表者名: 三石夏樹, 杉田悠介, 上谷学, 園部竜也, 坂野昌人, 下志万貴博, M S Bahramy, 田口一暁, 宮本幸次, 奥田太一, 石渡晋太郎, 求幸年, 石坂香子
  • 学会等名: 日本物理学会第73回年次大会
• [学会発表] 角度分解光電子分光と第一原理計算を用いた層状強磁性V1/3NbS2の電子構造の研究 (2018)
  • 著者名/発表者名: 吉田訓, 松下雄一郎, 岩田潤一, 厳正輝, 坂野昌人, 下志万貴博, 堀場弘司, 小野寛太, 組頭広志, 長鶴徳彦, 高阪勇輔, 井上克也, 秋光純, 石坂香子
  • 学会等名: 日本物理学会第73回年次大会
• [学会発表] Topological electronic structures in transition metal dichalcogenide (2017)
  • 著者名/発表者名: Kyoko Ishizaka
  • 学会等名: International Workshop on Strong Correlations and Angle-Resolved Photoemission Spectroscopy (CORPES17)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Pseudogaps and symmetry-broken electronic states in iron-pnictide superconductors (2017)
  • 著者名/発表者名: Kyoko Ishizaka
  • 学会等名: Korean Physical Society meeting, Pioneer symposium: Pseudo-gaps in High Tc Superconductors
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] トポロジカルな金属/半金属におけるバルクと表面の電子構造 (2017)
  • 著者名/発表者名: 石坂香子
  • 学会等名: 物性研究所短期研究会「 光で 見る・操る 電子物性科学の最前線 ～強相関, トポロジー, 低次元, ダイナミクス～」
  • 招待講演
• [学会発表] Electronic structure of noncentrosymmetric semimetal MoTe2 (2016)
  • 著者名/発表者名: Kyoko Ishizaka
  • 学会等名: 14th Bilateral Jpn.-Ger. Symposium
  • 発表場所: 北海道札幌市ガトーキングダムサッポロ
  • 年月日: 2016-09-24
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 超伝導体β-PdBi2におけるトポロジカル表面状態の観測 (2016)
  • 著者名/発表者名: 坂野昌人
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 石川県金沢市金沢大学
  • 年月日: 2016-09-13
  • 招待講演
• [学会発表] 遷移金属ダイカルコゲナイドβ-MoTe2の極性構造相転移における電子構造変化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 新谷慈, 辻英徳, 池浦晃至, 下志万貴博, 酒井英明A, 石渡晋太郎, M.S. Bahramy, 石坂香子
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 石川県金沢市金沢大学
  • 年月日: 2016-09-13
• [学会発表] Electronic structures of non-centrosymmetric compounds with spin-orbit coupling (2016)
  • 著者名/発表者名: Kyoko Ishizaka
  • 学会等名: Workshop on Engineering Quantum Matter: From Understanding to Control (EQM2016)
  • 発表場所: The Byre Theatre, St. Andrews, Scotland
  • 年月日: 2016-06-08
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Observation of Topologically Protected Surface States in b-PdBi2 Superconductor (2015)
  • 著者名/発表者名: Kyoko Ishizaka
  • 学会等名: 28th International Symposium on Superconductivity (ISS2015)
  • 発表場所: 東京都江戸川区タワーホール船堀
  • 年月日: 2015-11-16
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Observation of huge spin splitting in non-centrosymmetric semiconductors (2015)
  • 著者名/発表者名: Kyoko Ishizaka
  • 学会等名: The 15th International Conference on the Formation of Semiconductor Interfaces (ICFSI-15)
  • 発表場所: 広島県広島市広島国際会議場
  • 年月日: 2015-11-15
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Observation of valley-dependent spin-polarization in bulk 3R-MoS2 (2015)
  • 著者名/発表者名: Kyoko Ishizaka
  • 学会等名: International Conference on Materials for Advanced Technologies of the Materials Research Society of Singapore (ICMAT2015)
  • 発表場所: Suntec Singapore, Singapore
  • 年月日: 2015-06-27
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Topologically protected surface states in a Pd-Bi superconductor (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Sakano, K. Okawa, M. Kanou, H. Sanjo, T. Okuda, T. Sasagawa, K. Ishizaka
  • 学会等名: International Conference on Materials for Advanced Technologies of the Materials Research Society of Singapore (ICMAT2015)
  • 発表場所: Suntec Singapore, Singapore
  • 年月日: 2015-06-27
  • 国際学会