人工一次元構造の形成とその物性の制御

• 研究課題/領域番号: 18350078
• 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: 機能物質化学
• 研究機関: 独立行政法人理化学研究所
• 研究代表者: 南任 真史 独立行政法人理化学研究所, 表面化学研究室, 専任研究員 (90300889)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2009
• 研究課題ステータス: 完了 (2009年度)
• 配分額: 18,330千円 (直接経費: 15,300千円、間接経費: 3,030千円); 2009年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円); 2008年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2007年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2006年度: 5,200千円 (直接経費: 5,200千円)
• キーワード: 自己組織化 / 磁性 / 表面・界面物性 / ナノ材料 / 物性実験 / π共役電子系 / キャリアドープ / 電子構造 / 低次元構造 / 微傾斜面 / 炭素 / グラフェン / フェルミ準位 / 遷移金属 / 磁気円二色性 / 超常磁性 / 単原子細線 / スピン

研究概要

直線的なステップが等間隔且つ平行に並ぶ金属単結晶の微傾斜面を基板に用いて、金属原子や炭化水素分子などを微量吸着させてから自己組織化させることで、一次元構造を制御性良く形成することに成功した。形成された一次元構造について、その構造・電子状態・磁性などについて調べた結果、それらが三次元バルクの状態とはまったく異なる物性を示すことがわかった。更に興味深い物性を示す物質系を求めて、探索を進めている。

研究成果

• [雑誌論文] Nano-scale Structural Variation Observed on the Vicinal SrTiO3(001) Surface (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Shiraki, M. Nantoh, S. Katano, M. Kawai
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett ページ: 96-96
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic Structure of Periodically Meandered One-dimensional Fe Nanowires (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Shiraki, H. Fujisawa, T. Nakamura, T. Muro, M. Nantoh, M. Kawai
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 78
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic Structure of Periodically Meandered One-dimensional Fe Nanowires (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Shiraki, H. Fujisawa, T. Nakamura, T. Muro, M. Nantoh, and M. Kawai
  • 雑誌名: Phys. Rev B 78, 115428 ページ: 1-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic structure of periodically meandered one-dimensional Fe nanowires (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Shiraki
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 78
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electronic Structure and Magnetism of One-dimensional Fe monatomic wires on Au(788) investigated with ARPES and XMCD (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Fujisawa, S. Shiraki, M. Furukawa, S. Itoh, T. Nakamura, T. Muro, M. Nantoh, M. Kawai
  • 雑誌名: hys. Rev. B 75
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electronic Structure and Magnetism of One-dimensional Fe monatomic wires on Au(788) investigated with ARPES and XMCD (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Fujisawa, S. Shiraki, M. Furukawa, S. Itoh, T. Nakamura, T. Muro, M. Nantoh, and M. Kawai
  • 雑誌名: Phys. Rev B 75, 245423 ページ: 1-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electronic structure and magnetism of one-dimensional Fe monatomic wires on Au(788)investigated with ARPES and XMCD (2007)
  • 著者名/発表者名: H.Fujisawa
  • 雑誌名: Physical Review B 75
  • 査読あり
• [学会発表] Au表面に形成したMnナノワイヤーの磁性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 白木將、南任真史、白木將、藤澤英樹、広瀬正明、中村哲也、室隆桂之、川合真紀
  • 学会等名: 日本物理学会第64回年次大会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] Au表面に形成したMnナノワイヤーの磁性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 白木將、南任真史、白木將、藤澤英樹、広瀬正明、中村哲也、室隆桂之、川合真紀
  • 学会等名: 日本物理学会第62回年次大会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] Fe単原子ワイヤーの電子状態と磁性 (2007)
  • 著者名/発表者名: 南任真史、白木將、藤澤英樹、広瀬正明、中村哲也、室隆桂之、川合真紀
  • 学会等名: 日本物理学会2007年春季大会
  • 発表場所: 鹿児島
• [学会発表] Au(788)表面上に構築した3d遷移金属ナノ構造の磁性 (2007)
  • 著者名/発表者名: 白木將、藤澤英樹、古川雅士、広瀬正明、Usman Brianto、南任真史、川合真紀、中村哲也、大沢仁志、室隆桂之
  • 学会等名: 日本物理学会2007年春季大会
  • 発表場所: 鹿児島
• [学会発表] Au(111)微傾斜面上に形成したNiナノ構造の磁気的特性 (2007)
  • 著者名/発表者名: 広瀬正明、Usman Brianto、白木將、南任真史、川合真紀、中村哲也、大沢仁志、室隆桂之
  • 学会等名: 第68回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 札幌
• [学会発表] Au(788)表面上に構築した3d遷移金属ナノ構造の磁性 (2007)
  • 著者名/発表者名: 白木將、藤澤英樹、広瀬正明、Usman Brianto、南任真史、川合真紀、中村哲也、大沢仁志、室隆桂之
  • 学会等名: 日本物理学会第62回年次大会
  • 発表場所: 札幌
• [学会発表] Au(788)表面上に構築したNi低次元ナノ構造の磁気異方性 (2007)
  • 著者名/発表者名: 広瀬正明、Usman Brianto、白木將、南任真史、川合真紀、中村哲也、大沢仁志、室隆桂之
  • 学会等名: 第48回真空に関する連合講演会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] Magnetism of One-Dimensional Monatomic Fe wires on Au(788) (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Shiraki, H. Fujisawa, M. Hirose, B. Usman, M. Furukawa, T. Nakamura, T. Muro, M. Nantoh, M. Kawai
  • 学会等名: 6th International Symposium on Atomic Level Characterizations for New Materials and Devices'07(ALC'07)
  • 発表場所: Kanazawa, Japan
• [学会発表] Magnetism of One-Dimensional Monatomic Fe wires on Au(788) (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Shiraki, H. Fujisawa, M. Hirose, B. Usman, M. Furukawa, T. Nakamura, T. Muro, M. Nantoh, M. Kawai
  • 学会等名: 6^<th> International Symposium on Atomic Level Characterizations for New Materials and Devices'07(ALC'07)
  • 発表場所: Kanazawa, Japan
• [学会発表] Magnetism of low-dimensional Ni nanostructures formed on vicinal Au(111) surfaces (2006)
  • 著者名/発表者名: S. Shiraki, H. Fujisawa, M. Furukawa, M. Nantoh, M. Kawai, T. Nakamura, H. Osawa, T. Muro
  • 学会等名: Asia-Pacific Conference on Surface Science and Engineering
  • 発表場所: Hong Kong SAR, China
• [学会発表] Magnetism of low-dimensional Ni nanostructures formed on vicinal Au(111) surfaces (2006)
  • 著者名/発表者名: S. Shiraki, H. Fujisawa, M. Furukawa, M. Nantoh, M. Kawai, T. Nakamura, H. Osawa, and T. Muro
  • 学会等名: Asia-Pacific Conference on Surface Science and Engineering, Hong Kong SAR
  • 発表場所: Hong Kong SAR, China
• [備考] (取材)日経ナノビジネスNo. 44、26-27ページ、2006. 08. 28、Research Flash、「理研など鉄のナノワイヤ、極低温で超常磁性示す強磁性・常磁性と異なる磁性研究の対象に」
• [備考] Phys. Rev. B 75, 245423/1-8 (2007)に掲載された論文が米国物理学会が主催する電子ジャーナル"Virtual Journal of Nanoscale Science & Technology"のVolume 16, Issue 1 (2007)に、ナノサイエンス・テクノロジー関係の重要な論文として取り上げられ紹介された。
• [備考] (取材)日経ナノビジネス No. 44、26-27ページ、2006. 08. 28、Research Flash、「理研など鉄のナノワイヤ、極低温で超常磁性示す 強磁性・常磁性と異なる磁性研究の対象に」
• [備考] Phys. Rev. B 75, 245423/1-8 (2007)に掲載された論文が米国物理学会が主催する電子ジャーナル" Virtual Journal of Nanoscale Science & Technology" のVolume 16, Issue 1 (2007)に、ナノサイエンス・テクノロジー関係の重要な論文として取り上げられ紹介された。