鏡面対称性と強い電子相関がもたらす新奇なトポロジカル量子現象の分光イメージング

• 研究課題/領域番号: 26707016
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: 物性Ⅰ
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 岡田 佳憲 東北大学, 原子分子材料科学高等研究機構, 助教 (00707656)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 28,730千円 (直接経費: 22,100千円、間接経費: 6,630千円); 2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2014年度: 25,610千円 (直接経費: 19,700千円、間接経費: 5,910千円)
• キーワード: トポロジカル絶縁体 / 走査トンネル顕微鏡 / トンネル分光 / 物性物理 / 遷移金属酸化物 / 薄膜 / STM / 超伝導 / 酸化物薄膜 / 強相関電子系 / ＳＴＭ

研究成果の概要

近年、単純な金属でも単純な絶縁体でもない、特殊な金属状態を結晶表面に有するトポロジカル絶縁体(TI)が注目されており、基礎・応用の両観点から世界中で盛んに研究されている。本研究では、トポロジカル結晶絶縁体(TCI）と呼ばれる新型のTIであるPb1-xSnxSeに着眼し、走査トンネル顕微鏡を用いた計測で電子状態を原子レベルで明らかにした。

研究成果

• [国際共同研究] Illinoi University/Princeton University/Boston College(米国)
• [国際共同研究] 国立清華大学(台湾)
• [国際共同研究] National University of Singapore(シンガポール)
• [国際共同研究] Boston College/Illinoi University/Princeton University(米国)
• [国際共同研究] National University of Singapore(Singapore)
• [国際共同研究] National Tsing Hua University(Taiwan)
• [雑誌論文] Scanning tunneling spectroscopy of superconductivity on surfaces of LiTi2O4 (111) thin films (2017)
  • 著者名/発表者名: Y Okada, Y Ando, R Shimizu, E Minamitani, S Shiraki, S Watanabe, and T. Hitosugi
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 印刷中
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] “Nanoscale Determination of the Mass Enhancement Factor in Lightly-Doped Bulk Insulator PbSe” (2015)
  • 著者名/発表者名: I. Zeljkovic, K. L. Scipioni, D. Walkup, Yoshinori Okada, Wenwen Zhou, R. Sankar, G. Chang, Y. J. Wang, H. Lin, A. Bansil, F. Chou, Z. Wang and V. Madhavan
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 6 号: 1 ページ: 6559-6563
  • DOI: 10.1038/ncomms7559
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] "Transformation of Dirac Surface States across the Quantum Phase Transition in a Topological Crystalline Insulator" (2015)
  • 著者名/発表者名: I. Zeljkovic★, Yoshinori Okada★, C. Y. Huang, R. Sankar, D. Walkup, W. Zhou, M. Serbyn, F. Chou, W. F. Tsai, H. Lin, A. Bansil, L. Fu, M. Z. Hasan, V. Madhavan (★equal contribution)
  • 雑誌名: Nature Materials 巻: 14 号: 3 ページ: 318-324
  • DOI: 10.1038/nmat4215
  • 査読あり
• [雑誌論文] "Mapping the unconventional orbital texture in topological crystalline insulators " (2014)
  • 著者名/発表者名: I. Zeljkovic★, Yoshinori Okada★, C. Y. Huang, R. Sankar, D. Walkup, W. Zhou, M. Serbyn, F. Chou, W. F. Tsai, H. Lin, A. Bansil, L. Fu, M. Z. Hasan, V. Madhavan (★equal contribution)
  • 雑誌名: Nature Physics 巻: 10 号: 8 ページ: 572-577
  • DOI: 10.1038/nphys3012
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electronic phase separation in the doped spin-orbit driven Mott phase of Sr3(Ir1-xRux)2O7 (2013)
  • 著者名/発表者名: C. Dhital, T. Hogan, W. Zhou, X. Chen, Z. Ren, M. Pokharel, Yoshinori Okada, M. Heine, Wei Tian, Z. Yamani, C. Opeil, J. S. Helton, J. W. Lynn, Z. Wang, V. Madhavan, S. D. Wilson
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 5 号: 1 ページ: 3377-3383
  • DOI: 10.1038/ncomms4377
  • 査読あり
• [学会発表] Strong Zeeman effects in the Landau level spectrum of (InxBi1−x)2Se3 (2016)
  • 著者名/発表者名: D. Walkup, W. Zhou, I. Zeljkovic, Yoshinori Okada, Z. Ren, K. Scipioni, S. Wilson, V. Madhavan
  • 学会等名: American Physical Society
  • 発表場所: Baltimore (US)
  • 年月日: 2016-03-14
• [学会発表] Visualization of quasiparticle interference on cubic perovskite oxide surface (2016)
  • 著者名/発表者名: Yoshinori Okada
  • 学会等名: Special symposium for American Vacuum Society (AVS) Taiwan Chapter focusing on 2D materials and topological insulators
  • 発表場所: Kaohsiung, (Taiwan)
  • 年月日: 2016-01-25
  • 招待講演
• [学会発表] Scanning Tunneling Spectroscopy Investigations of Surface States in Topological Crystalline Insulators (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoshinori Okada
  • 学会等名: 21st International Conference on Electronic Properties of Two-Dimensional Systems
  • 発表場所: 仙台国際センター（宮城県、仙台市）
  • 年月日: 2015-07-26
  • 招待講演
• [学会発表] “Visualization of Quasiparticle Interference on the Surface of SrVO3 Film” (invited) (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoshinori Okada, R. T. Chang, R. Shimizu, G. Chang, S. Shiraki, H. T. Jeng, H. Lin, T. Hitosugi
  • 学会等名: ICMAT2015 - the 8th Biennial International Conference on Materials for Advanced Technologies (シンガポール)
  • 発表場所: Singapore
  • 年月日: 2015-06-28 – 2015-07-03
  • 招待講演
• [学会発表] “Visualization of quasiparticle interference on the surface of SrVO3 film” (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoshinori Okada, T. R. Chang, R. Shimizu, G. Chang, H. T. Jeng, S. Shiraki, H. Lin, T. Hitosugi
  • 学会等名: Ａｍｅｒｉｃａｌ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ， Ｍａｒｃｈ Ｍｅｅｔｉｎｇ (米国)
  • 発表場所: San Antonio, Texas
  • 年月日: 2015-03-02 – 2015-03-06
• [学会発表] ”Scanning tunneling spectroscopy investigation of the topological phase transition in (Bi1-xInx)2Se3” (2015)
  • 著者名/発表者名: D. Walkup, W. Zhou, I. Zeljkovic, Yoshinori Okada, Z. Ren, K. Scipioni, S. Wilson, V. Madhavan
  • 学会等名: Ａｍｅｒｉｃａｌ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ， Ｍａｒｃｈ Ｍｅｅｔｉｎｇ (米国)
  • 発表場所: San Antonio, Texas
  • 年月日: 2015-03-02 – 2015-03-06
• [学会発表] ”Nanoscale Determination of the Mass Enhancement Factor in Lightly-Doped Bulk Insulator PbSe” (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Scipioni, I. Zeljkovic, D. Walkup, Yoshinori Okada, W. Zhou, R. Sankar, G. Chang, Y. J. Wang, H. Lin, A. Bansil, F. Chou, Z. Wang, V. Madhavan
  • 学会等名: Ａｍｅｒｉｃａｌ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ， Ｍａｒｃｈ Ｍｅｅｔｉｎｇ (米国)
  • 発表場所: San Antonio, Texas
  • 年月日: 2015-03-02 – 2015-03-06
• [学会発表] “Direct visualization of atomic and electronic structure on perovskite oxide film surface” (invited) (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Ohsawa, K. Iwaya, Yoshinori Okada, R. Shimizu, S. Shiraki, T. Hitosugi,
  • 学会等名: SPIE Photonics West OPTO (米国)
  • 発表場所: The Moscone Center, CA, US
  • 年月日: 2015-02-07 – 2015-02-12
  • 招待講演
• [学会発表] ”STM probing of topological states” （Ｉｎｖｉｔｅｄ）） (2014)
  • 著者名/発表者名: Ｙｏｓｈｉｎｏｒｉ Ｏｋａｄａ
  • 学会等名: E-MRS 2014 FALL MEETING (ポーランド)
  • 発表場所: Warsaw University of Technology, Poland
  • 年月日: 2014-09-15 – 2014-09-19
  • 招待講演