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Spin-Valley Coupled Two Dimensional Magnetic Materials : Valley Polarization & Quantum Anomalous Hall Effect

研究課題

研究課題/領域番号 19K15381
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分28020:ナノ構造物理関連
研究機関国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構 (2020)
筑波大学 (2019)

研究代表者

Hashmi Arqum  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 関西光科学研究所 光量子科学研究部, 博士研究員(任常) (90815325)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019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Magnetic 2D material / DFT / Spintronics / Valleytronics / Spin-valley hall / Spin-valley Hall / First principles / Spin filtering / Magnetic anisotropy / Spin-orbit coupling
研究開始時の研究の概要

The main theme of this project is the realization of intrinsic magnetic 2D materials. Computational modelling saves a lot of useless efforts, money and resources. DFT is a powerful tool to unravel the basic phenomena and helps to understand rich physics of spintronics and valleytonics due to spin-orbit coupling effect which are hard to explain by experimental techniques.

研究成果の概要

このプロジェクトの主な目的は、材料シミュレーションによって、スピントロニクスやバレートロニクスへの応用のための最も有望な候補材料を見つけ、スクリーニングすることであった。この観点から、室温で存在する可能性の高い新しい2次元磁性材料を設計する。(1)次世代スピントロニクスデバイスの候補となりうる強磁性遷移金属酸化物層Cr2O3を示した。(2)熱力学的に安定な2次元ブリスター構造における量子バレーホール効果の実現の可能性を示した。本研究では、外場なしでスピンフィルタリングとスピンバレーコントラストホール効果を実現する新しいアプローチを提供した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

It is scientifically important in material science to find promising 2D materials that are likely to exist. This research was based on the computational approaches of materials simulation to find and screen the most promising candidate materials to expedite the materials characterization.

報告書

(3件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Spin-valley Hall phenomena driven by Van Hove singularities in blistered graphene2020

    • 著者名/発表者名
      Farooq M. Umar、Hashmi Arqum、Ono Tomoya、Huang Li
    • 雑誌名

      npj Computational Materials

      巻: 6 号: 1 ページ: 197-197

    • DOI

      10.1038/s41524-020-00470-9

    • 関連する報告書
      2020 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] Ising ferromagnetism and robust half-metallicity in two-dimensional honeycomb-kagome Cr2O3 layer2020

    • 著者名/発表者名
      Hashmi Arqum、Nakanishi Kenta、Farooq Muhammad Umar、Ono Tomoya
    • 雑誌名

      npj 2D Materials and Applications

      巻: 4 号: 1 ページ: 39-39

    • DOI

      10.1038/s41699-020-00174-0

    • NAID

      120006919978

    • 関連する報告書
      2020 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] Graphene-based Symmetric and Non-Symmetric Magnetoresistive Junctions2020

    • 著者名/発表者名
      Hashmi Arqum、Nakanishi Kenta、Ono Tomoya
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 89 号: 3 ページ: 034708-034708

    • DOI

      10.7566/jpsj.89.034708

    • NAID

      120006938938

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Robust Half-Metallicity and Perfect Spin Filtering in 2D oxide layer2020

    • 著者名/発表者名
      Arqum Hashmi
    • 学会等名
      American Physical Society March Meeting 2020
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Intrinsic ferromagnetic 2D honeycomb-kagome monolayer of Cr 2 O 32019

    • 著者名/発表者名
      Arqum Hashmi
    • 学会等名
      The physical society of Japan
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2022-01-27  

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