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Ge(110)表面における単一配向極薄Geナノワイヤーの創製と応用開拓

研究課題

研究課題/領域番号 16K13678
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 薄膜・表面界面物性
研究機関筑波大学

研究代表者

山田 洋一  筑波大学, 数理物質系, 講師 (20435598)

研究分担者 境 誠司  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 東海量子ビーム応用研究センター, 上席研究員(定常) (10354929)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2017年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードGe / ナノワイヤー / 単原子層物質 / スピン編極 / PMA / スピン偏極 / Ge(110) / ナノ材料 / スピンエレクトロニクス
研究成果の概要

本研究では、Ge(110)表面にAuやPt等の重金属を添加することにより、単一配向のナノワイヤー構造を作製した。ナノワイヤーは、重金属がサブサーフェスに移動し、表面に極薄Geが析出した特異な構造を有する。極薄Ge層はスピン軌道相互作用が強くなることが知られており、このナノワイヤ構造をスピントロニクス材料の応用が期待できる。本研究後半では、この応用を見据え、grapheneやh-BNなどの原子層系元素材料と磁性重元素の界面におけるスピンの挙動を独自手法で研究した。その結果、原子層物質との界面において、磁性重元素のスピンの向きが変化することや、場合によっては垂直磁気異方性を発現することがわかった。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 6件、 査読あり 11件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 2件、 招待講演 6件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Dirac Cone Spin Polarization of Graphene by Magnetic Insulator Proximity Effect Probed with Outermost Surface Spin Spectroscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Sakai Seiji、Erohin Sergei V.、Popov Zakhar I.、Haku Satoshi、Watanabe Takahiro、Yamada Yoichi、Entani Shiro、Li Songtian、Avramov Pavel V.、Naramoto Hiroshi、Ando Kazuya、Sorokin Pavel B.、Yamauchi Yasushi
    • 雑誌名

      Advanced Functional Materials

      巻: 28 号: 20 ページ: 1800462-1800462

    • DOI

      10.1002/adfm.201800462

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Electronic structure of Li + @C 60 : Photoelectron spectroscopy of the Li + @C 60 [PF 6 ? ] salt and STM of the single Li + @C 60 molecules on Cu(111)2018

    • 著者名/発表者名
      Yamada Yoichi、Kuklin Artem V.、Sato Sho、Esaka Fumitaka、Sumi Naoto、Zhang Chunyang、Sasaki Masahiro、Kwon Eunsung、Kasama Yukihiko、Avramov Pavel V.、Sakai Seiji
    • 雑誌名

      Carbon

      巻: 133 ページ: 23-30

    • DOI

      10.1016/j.carbon.2018.02.106

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Well-Ordered 4CzIPN ((4s,6s)-2,4,5,6-tetra(9Hcarbazol-9- Yl)isophthalonitrile) Layers: Molecular Orientation, Electronic Structure, and Angular Distribution of Photoluminescence2018

    • 著者名/発表者名
      Hasegawa, Yuri; Yamada, Yoichi; Sasaki, Masahiro; Hosokai, Takuya; Nakanotani, Hajime; Adachi, Chihaya;
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. Lett

      巻: 9 号: 4 ページ: 853-867

    • DOI

      10.1021/acs.jpclett.7b03232

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Well-ordered films of disk-shaped thermally activated delayed fluorescence (TADF) molecules2018

    • 著者名/発表者名
      Hasegawa, Yuri; Minami, Hayato; Kanada, Satoru; Yamada, Yoichi; Sasaki, Masahiro; Hosokai, Takuya; Nakanotani, Hajime; Adachi, Chihaya
    • 雑誌名

      J. Photon Energy

      巻: 8 号: 03 ページ: 032110-032110

    • DOI

      10.1117/1.jpe.8.032110

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Electron emission properties of graphene-oxide-semiconductor planar-type electron emission devices2018

    • 著者名/発表者名
      Katsuhisa Murakami, Shunsuke Tanaka, Takuya Iijima, Masayoshi Nagao, Yoshihiro Nemoto, Masaki Takeguchi, Yoichi Yamada, Masahiro Sasaki
    • 雑誌名

      J. Vac. Sci. Technol.B

      巻: 36

    • NAID

      120007133905

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Interface-induced perpendicular magnetic anisotropy of Co nanoparticles on single-layer h-BN/Pt(111)2018

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Takahiro、Yamada Yoichi、Koide Akihiro、Entani Shiro、Li Songtian、Popov Zakhar I.、Sorokin Pavel B.、Naramoto Hiroshi、Sasaki Masahiro、Amemiya Kenta、Sakai Seiji
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 112 号: 2 ページ: 022407-022407

    • DOI

      10.1063/1.5010836

    • NAID

      120007133813

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Extensive first-principles molecular dynamics study on Li encapsulation into C60 and its experimental confirmation2018

    • 著者名/発表者名
      Ohno K.、Manjanath A.、Kawazoe Y.、Hatakeyama R.、Misaizu F.、Kwon E.、Fukumura H.、Ogasawara H.、Yamada Y.、Zhang C.、Sumi N.、Kamigaki T.、Kawachi K.、Yokoo K.、Ono S.、Kasama Y.
    • 雑誌名

      Nanoscale

      巻: 10 号: 4 ページ: 1825-1836

    • DOI

      10.1039/c7nr07237f

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Pt- and Au-induced monodirectional nanowires on Ge(110)2016

    • 著者名/発表者名
      T. Watanabe, Y. Yamada, M. Sasaki, S. Sakai, Y. Yamauchi
    • 雑誌名

      Surf. Sci.

      巻: 653 ページ: 71-75

    • DOI

      10.1016/j.susc.2016.05.009

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Proximity-Induced Spin Polarization of Graphene in Contact with Half-Metallic Manganite2016

    • 著者名/発表者名
      S. Sakai, S. Majumdar, Z. I. Popov, P. V. Avramov, Y. Hasagawa, Y. Yamada, H. Huhtinen, H. Naramoto, P. B. Sorokin, Y. Yamauchi
    • 雑誌名

      ACS Nano

      巻: 10 号: 8 ページ: 7532-7541

    • DOI

      10.1021/acsnano.6b02424

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Overlapping of Frontier Orbitals in Well-Defined DNTT and Picene Monolayers2016

    • 著者名/発表者名
      Yuri Hasegawa, Yoichi Yamada, Takuya Hosokai, Yutaka Wakayama, Koswattage Rasika, Masahiro Yano and Masahiro Sasaki
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. C

      巻: 120 号: 38 ページ: 21536-21542

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.6b06838

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Detection of molecular oxygen adsorbate during room-temperature oxidation of Si(100)2×1 surface: In situ synchrotron radiation photoemission study2016

    • 著者名/発表者名
      A. Yoshigoe, Y. Yamada, R. Taga, S. Ogawa, Y. Takakuwa
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 55 号: 10 ページ: 100307-100307

    • DOI

      10.7567/jjap.55.100307

    • NAID

      210000147114

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 低真空・低電圧で動作するグラフェンを用いた高効率平面型電子源2018

    • 著者名/発表者名
      村上 勝久、宮路 丈司、古家 遼、安達 学、飯島 拓也、長尾 昌善、根本 善弘、竹口 雅樹、鷹尾 祥典、山田 洋一、佐々木 正洋、根尾 陽一郎、三村 秀典
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] First Direct Synthesis of Graphene/Half-metallic Heusler Alloy Heterostructure for Spintronic Device Applications2018

    • 著者名/発表者名
      Songtian Li、Takahiro Watanabe、Yoichi Yamada、Shiro Entani、Pavel B. Sorokin、Yuya Sakuraba、Kenta Amemiya、Seiji Sakai
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ナノ炭素材料のFEM/FIM2018

    • 著者名/発表者名
      山田 洋一
    • 学会等名
      日本学術振興会真空ナノエレクトロニクス第158委員会第122回研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 有機半導体単材料の分子レベル計測2018

    • 著者名/発表者名
      山田洋一
    • 学会等名
      第14回真空ナノエレクトロニクスシンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Si(111)-(√7×√3)-In表面超伝導体上へのCuPc及びF16CuPc吸着による超伝導転移温度変化2017

    • 著者名/発表者名
      角直也, 山田洋一, 佐々木正洋, 吉澤俊介A, 内橋隆A
    • 学会等名
      日本物理学会第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府、豊中市)
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Si(111)-(√7x√3)-In表面超伝導体へのCuPc/F16CuPcによる表面ドーピング2017

    • 著者名/発表者名
      山田洋一、角直也、佐々木正洋、吉澤俊介、内橋隆
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2017-03-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ペンタセン単結晶上のC60/Pn積層膜の界面制御と励起子ダイナミクス2017

    • 著者名/発表者名
      岩澤 柾人1、長谷川 友理1、細貝 拓也2、松崎 弘幸2、小金澤 智之3、山田 洋一1、佐々木 正洋
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2017-03-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 高配向TADF分子膜の分子レベル構造と電子状態2017

    • 著者名/発表者名
      長谷川 友里1、南 颯人1、山田 洋一1、佐々木 正洋1、細貝 拓也2、中野谷 一3、安達 千波矢3、Enrique Ortega4
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2017-03-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] GOS(Graphene-Oxide-Semiconductor)型電子源の電子放出特性2017

    • 著者名/発表者名
      飯島 拓也1、田中 駿丞1、長尾 昌善2、根本 善弘3、竹口 雅樹3、山田 洋一1、佐々木 正洋1、藤田 淳一1、村上 勝久1,2,3
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2017-03-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Controlling magnetic property of metal nanoparticles utilizing single layer h-BN2017

    • 著者名/発表者名
      T. Watanabe, Y. Yamada, M. Sasaki, A. Koide, S. Entani, K. Amemiya;and S. Sakai
    • 学会等名
      8th International Symposium on Surface Science
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 単層h-BNを用いた金属ナノ粒子の磁性制御2017

    • 著者名/発表者名
      渡邉 貴弘、山田 洋一、佐々木 正洋、小出 明広、圓谷 志郎、雨宮 健太、境 誠司
    • 学会等名
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 単層h-BN上における強磁性Coナノ粒子の作製2017

    • 著者名/発表者名
      渡邉 貴弘、山田 洋一、佐々木 正洋、小出 明広、圓谷 志郎、雨宮 健太、境 誠司
    • 学会等名
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 超音速He原子線を用いた水素吸蔵中のPd(110)表面の計測2017

    • 著者名/発表者名
      山田洋一
    • 学会等名
      材料中の水素機能解析技術 第190委員会 平成29年度第3回研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 表面における機能性分子の自己組織化によるマクロ機能創出の試み2017

    • 著者名/発表者名
      山田洋一
    • 学会等名
      日本学術振興会真空ナノエレクトロニクス第158委員会第117回研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 椀状分子sumanene単分子層の構造及び電子状態計測2016

    • 著者名/発表者名
      前田 拓郎1、長谷川 友里1、コスワッタゲ ラシカ2、山田 洋一1、佐々木 正洋
    • 学会等名
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟県新潟市)
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 単層h-BN上における強磁性Coナノ粒子の作製2016

    • 著者名/発表者名
      渡邉 貴弘1、山田 洋一1、佐々木 正洋1、小出 明弘2、圓谷 志郎3、境 誠司
    • 学会等名
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟県新潟市)
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Si(111)-(√7×√3)-Inの表面へのアクセプター分子およびドナー原子の吸着による超伝導の制御2016

    • 著者名/発表者名
      角 直也1、長谷川 友里1、山田 洋一1,2、佐々木 正洋1、吉澤 俊介2、内橋 隆
    • 学会等名
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟県新潟市)
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] イットリウム鉄ガーネット上のグラフェンのスピン分極と異常ホール効果2016

    • 著者名/発表者名
      境 誠司1,2,5、Sorokin Pavel B.3,1、白 怜士4、山田 洋一5、圓谷 志郎1、楢本 洋1、Avramov Pavel V.6,1、安藤 和也4、山内 泰
    • 学会等名
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟県新潟市)
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 室温水素雰囲気中でのPd(110)における水素の挙動2016

    • 著者名/発表者名
      生津達也, 庄司陸人, 前田拓郎, 冨永正人, 宮城良世, 山田洋一, 佐々木正洋
    • 学会等名
      日本物理学会 2016年秋季大会
    • 発表場所
      金沢大学(石川県金沢市)
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] HYDROGEN AT PALLADIUM SURFACES STUDIED BY He ATOM SCATTERING2016

    • 著者名/発表者名
      Yoichi Yamada
    • 学会等名
      12th International Conference on Diffusion in Solids and liquids
    • 発表場所
      SPRIT, CROATIA
    • 年月日
      2016-06-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 佐々木山田研究室

    • URL

      http://www.bk.tsukuba.ac.jp/~surflab/index.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 佐々木山田研究室

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2019-03-29  

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