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トポロジカルナノリボンの作成と電子状態解析

研究課題

研究課題/領域番号 24654096
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 物性Ⅱ
研究機関東北大学

研究代表者

相馬 清吾  東北大学, 原子分子材料科学高等研究機構, 助教 (20431489)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2014-03-31
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2013年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2012年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード角度分解光電子分光 / トポロジカル絶縁体 / 界面 / スピントロニクス
研究概要

トポロジカル絶縁体の表面/エッジ状態について精力的な研究が行われており、これまでに多くのトポロジカル絶縁体が発見されてきたが、そのほとんどは3次元物質に限られてきた。一方で幾つかの薄膜物質において2 次元トポロジカル絶縁体の発現が提案されているが、1 次元エッジ状態の観測が難しく、その存在は確認されていない。本研究では、トポロジカル絶縁体の薄膜ナノリボン試料の作成と1次元エッジ状態の観測を目指し、高分解能化を達成したスピン分解 ARPES を駆使することで、トポロジカル絶縁体や関連物質の電子/スピン構造の決定に成功した。

報告書

(3件)
  • 2013 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2012 実施状況報告書
  • 研究成果

    (39件)

すべて 2014 2013 2012 2011

すべて 雑誌論文 (13件) (うち査読あり 13件) 学会発表 (26件) (うち招待講演 16件)

  • [雑誌論文] Relationship between Fermi surface warping and out-of-plane spin polarization in topological insulators : A view from spin- and angle-resolved photoemission2014

    • 著者名/発表者名
      M. Nomura, et al.
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 89 号: 4 ページ: 45134-1

    • DOI

      10.1103/physrevb.89.045134

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fermiology of Strongly Spin-Orbit Coupled Superconductor Sn1-xInxTe and its Implication to Topological Superconductivity2013

    • 著者名/発表者名
      T. Sato, Y. Tanaka, K. Nakayama, S. Souma, T. Takahashi, S. Sasaki, Z. Ren, A. A. Taskin, Kouji Segawa, Yoichi Ando
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 110 号: 20

    • DOI

      10.1103/physrevlett.110.206804

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Two types of Dirac-cone surface states on the (111) surface of topological crystalline insulator SnTe2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Tanaka, T. Shoman, K. Nakayama, S. Souma, T. Sato, T. Takahashi, M. Novak, K. Segawa, and Y. Ando
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: vol. 88 号: 23

    • DOI

      10.1103/physrevb.88.235125

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tunability of the k-space Location of the Dirac Cones in the Topological Crystalline Insulator Pb1-xSnxTe2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Tanaka, T. Sato, K. Nakayama, S. Souma, T. Takahashi, Zhi Ren, M. Novak, Kouji Segawa, Yoichi Ando
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 87 号: 15

    • DOI

      10.1103/physrevb.87.155105

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書 2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Two types of Dirac-cone surface states on (111) surface of topological crystalline insulator SnTe2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Tanaka, T. Shoman, K. Nakayama, S. Souma, T. Sato, T. Takahashi, M. Novak, Kouji Segawa, Yoichi Ando
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 88 号: 23

    • DOI

      10.1103/physrevb.88.235126

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Manipulation of Topological States and the Bulk Band Gap Using Natural Heterostructures of a Topological Insulator2012

    • 著者名/発表者名
      K. Nakayama, K. Eto. Y. Tanaka, T. Sato, S. Souma, T. Takahashi, Kouji Segawa, and Yoichi Ando
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 109 号: 23

    • DOI

      10.1103/physrevlett.109.236804

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Experimental realization of a topologicalcrystalline insulator in SnTe2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Tanaka, Z. Ren, T. Sato, K. Nakayama, S. Souma, T. Takahashi, K. Segawa, Y. Ando
    • 雑誌名

      Nature Physics

      巻: 8 号: 11 ページ: 800-803

    • DOI

      10.1038/nphys2442

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spin Polarization of Gapped Dirac Surface States Near the Topological Phase Transition in TiBi(S_<1-x>Sr_x)_22012

    • 著者名/発表者名
      S. Souma, et al.
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 109 号: 18 ページ: 186804-1

    • DOI

      10.1103/physrevlett.109.186804

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Anomalous Rashba effect of bismuth(111) thin films studied by high-resolution spin-and angle-resolved photoemission spectroscopy2012

    • 著者名/発表者名
      A. Takayama, et al.
    • 雑誌名

      Journal of Vacuum Science & Technology B

      巻: 30 号: 4

    • DOI

      10.1116/1.4731467

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tunable Spin Polarization in Bismuth Ultrathin Film on Si(111)2012

    • 著者名/発表者名
      A. Takayama, T. Sato, S. Souma, T. Oguchi, and T. Takahashi
    • 雑誌名

      Nano Lett

      巻: 12 号: 4 ページ: 1776-1779

    • DOI

      10.1021/nl2035018

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evolution of electronic structure upon Cu doping in the topological insulator Bi_2Se_32012

    • 著者名/発表者名
      Y.Tanaka, et al
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B

      巻: 85 号: 12

    • DOI

      10.1103/physrevb.85.125111

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tunable Dirac cone in the topological insulator Bi_<2-x>Sb_xTe_<3-y>Se_y2012

    • 著者名/発表者名
      T.Arakane
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 3 号: 1 ページ: 636-636

    • DOI

      10.1038/ncomms1639

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct Observation of the Topological Surface States in Lead-Based Ternary Telluride Pb(Bi_<1-x>Sb_x)_2Te_42011

    • 著者名/発表者名
      S.Souma, K.Eto, M.Nomura, K.Nakayama, T.Sato, T.Takahashi, Kouji Segawa, Yoichi Ando
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: Vol.108 号: 11 ページ: 116801-15

    • DOI

      10.1103/physrevlett.108.116801

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Bi薄膜におけるエッジ構造のスピン分解ARPES2014

    • 著者名/発表者名
      高山あかり
    • 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
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Bi蒸着TlBiSe2の電子状態:高分解能ARPES2014

    • 著者名/発表者名
      正満拓也
    • 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
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] トポロジカルクリスタル絶縁体SnTeの電子構造の面方位依存性2014

    • 著者名/発表者名
      田中祐輔
    • 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
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] トポロジカル絶縁体の高分解能ARPES2013

    • 著者名/発表者名
      相馬清吾
    • 学会等名
      平成25年度筑波大-KEK連携推進事業研究会
    • 発表場所
      つくば
    • 年月日
      2013-03-02
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Spin-helical Dirac-cone surface states of 3D topological materials2013

    • 著者名/発表者名
      Seigo Souma
    • 学会等名
      AIMR/UCL Materials Workshop
    • 発表場所
      London、UK
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] トポロジカル絶縁体新物質と吸着成長した金属薄膜の高分解能ARPES2013

    • 著者名/発表者名
      相馬清吾
    • 学会等名
      日本物理学会2013年秋季大会
    • 発表場所
      徳島
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] スピン分解ARPESによるディラック電子系の研究2013

    • 著者名/発表者名
      相馬清吾
    • 学会等名
      金研CMRIシンポジウム
    • 発表場所
      仙台
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] トポロジカル絶縁体新物質と吸着成長した金属薄膜のARPES2013

    • 著者名/発表者名
      相馬清吾
    • 学会等名
      日本物理学会2013年秋季大会 領域4・6・7合同シンポジウム「トポロジカル絶縁体・超伝導体の新物質・新構造」
    • 発表場所
      徳島大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高分解能ARPESによるトポロジカル絶縁体のフェルミ面ワーピング効果2013

    • 著者名/発表者名
      野村円香
    • 学会等名
      日本物理学会2013年秋季大会
    • 発表場所
      徳島大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 金属蒸着TlBiSe2の電子構造:高分解能ARPES2013

    • 著者名/発表者名
      正満拓也
    • 学会等名
      日本物理学会2013年秋季大会
    • 発表場所
      徳島大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 高分解能ARPESによるBi/Si(111)表面の特異な電子状態2013

    • 著者名/発表者名
      高山あかり
    • 学会等名
      日本物理学会2013年秋季大会
    • 発表場所
      徳島大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] トポロジカルクリスタル絶縁体(Pb, Sn)Teの電子状態:高分解能ARPES2013

    • 著者名/発表者名
      田中祐輔
    • 学会等名
      日本物理学会2013年秋季大会
    • 発表場所
      徳島大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Spin-helical Dirac-cone surface states of 3D topological materials2013

    • 著者名/発表者名
      Seigo Souma
    • 学会等名
      AIMR/UCL Materials Workshop
    • 発表場所
      London, UK
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] スピン軌道相互作用に起因したスピン偏極電子状態の高分解能ARPES2013

    • 著者名/発表者名
      高山あかり
    • 学会等名
      第9回放射光表面顕微ナノ合同シンホシウム
    • 発表場所
      東北大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] スピン分解ARPESによるディラック電子系の研究2013

    • 著者名/発表者名
      相馬 清吾
    • 学会等名
      CMRI第2回シンポジウム
    • 発表場所
      金属材料研究所、東北大
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] W(110)表面の高分解能ARPES2013

    • 著者名/発表者名
      本間 康平
    • 学会等名
      日本物理学会第68回年次大会
    • 発表場所
      広島大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 金属吸着したトポロジカル絶縁体表面の高分解能ARPES2013

    • 著者名/発表者名
      正満 拓也
    • 学会等名
      日本物理学会第68回年次大会
    • 発表場所
      広島大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 放射光を用いたトポロジカル絶縁体の高分解能ARPES2012

    • 著者名/発表者名
      相馬清吾
    • 学会等名
      高エネ研CMRC研究会
    • 発表場所
      つくば
    • 年月日
      2012-12-07
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] "Spin-resolved ARPES on topological insulators"、AIMR workshop"Topological Functional Materials and Devices"2012

    • 著者名/発表者名
      Seigo Souma
    • 学会等名
      AIMR
    • 発表場所
      Sendai
    • 年月日
      2012-12-01
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] スピン分解ARPESによるトポロジカル絶縁体の電子構造の研究2012

    • 著者名/発表者名
      相馬清吾
    • 学会等名
      東大物性研短期研究会"極限コヒーレント光科学研究センタ-(LASOR)発足記念ワークショップ
    • 発表場所
      柏市
    • 年月日
      2012-11-29
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] スピン分解光電子分光によるスピントロニクス研究の新展開2012

    • 著者名/発表者名
      相馬清吾
    • 学会等名
      日本物理学会2012年秋季大会
    • 発表場所
      横浜
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] スピン分解ARPESによるトポロジカル絶縁体の電子構造の研究2012

    • 著者名/発表者名
      相馬 清吾
    • 学会等名
      東大物性研短期研究会”極限コヒーレント光科学研究センタ- (LASOR)発足記念ワークショップ”
    • 発表場所
      東大物性研、柏市
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] スピン分解光電子分光によるスピントロニクス研究の新展開2012

    • 著者名/発表者名
      相馬 清吾
    • 学会等名
      日本物理学会2012年秋季大会
    • 発表場所
      横浜国立大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Pb系トポロジカル絶縁体のスピン分解ARPES2012

    • 著者名/発表者名
      野村 円香
    • 学会等名
      日本物理学会2012年秋季大会
    • 発表場所
      横浜国立大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Spin-resolved ARPES on topological insulators2012

    • 著者名/発表者名
      相馬 清吾
    • 学会等名
      WPI-AIMR workshop "Topological functional materials and devices"
    • 発表場所
      東北大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 放射光を用いたトポロジカル絶縁体の高分解能ARPES2012

    • 著者名/発表者名
      相馬 清吾
    • 学会等名
      CMRC 研究会「ARPES,中性子散乱,μSR を用いた強相関系研究の最近の発展」
    • 発表場所
      高エネ研、つくば
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2013-05-31   更新日: 2020-05-15  

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