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2017 年度 実施状況報告書

偏光ESR法によるバレートロニクス物質の微視的評価とバレースピンポンピング

研究課題

研究課題/領域番号 16K04882
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

大島 勇吾  国立研究開発法人理化学研究所, 加藤分子物性研究室, 専任研究員 (10375107)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード単層遷移金属ダイカルコゲナイド / 電子スピン共鳴
研究実績の概要

近年、電子の「バレー」という量子力学的な内部自由度を有する単層遷移金属ダイカルコゲナイドが着目されているが、これら物質のg値やスピン軌道相互作用といったバレーの微細構造は明らかになっていない。本研究はミリ波~サブミリ波領域のワイヤーグリッド偏光子を用いた偏光電子スピン共鳴(ESR)プローブを新たに開発し、バンドやバレーが制御された単層遷移金属ダイカルコゲナイドにおいてESRを観測することによってバレートロニクス物質の微細構造を明らかにすることを目的とする。
昨年度は主に偏光ESRプローブに利用するワイヤーグリッド偏光子の作製を行い、そのキャラクタリゼーションを行った。昨年度に納入される予定だったInSb光検出器が今年度になってようやく納品され、偏光ESRプローブがようやく完成する運びとなった。しかしながら、ESRの検出感度を稼ぐためにワイヤーグリッド偏光子の直下にInSb光検出器を配置したが、InSbが強磁場の影響を受け本来の性能が現在出せていない。今後は、InSb光検出器の適正なバイアス電圧を検討し、検出感度を向上させていく必要がある。
一方で、従来の共振器を用いた方法で単層MoS2の測定を行い、ブロードな線幅の信号が観測された。しかしながら、この信号が単層MoS2のESRなのか伝導キャリアによるサイクロトロン共鳴なのかは現在よくわかっていない。
本研究の最終年度となる来年度は、光励起やゲート電圧でバレーを制御し、このブロードな信号の起源を明らかにしていきたい。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

初年度に納入されるはずだったInSb光検出器が、メーカーの都合で納品が大幅に遅れたため、今年度の進捗状況も引き続き遅れている。遅れを取り戻すべく、来年度は完成した偏光ESR装置を使ってESR測定を行っていきたい。

今後の研究の推進方策

徐々に検出感度等の性能を上げていく必要はあるが、偏光ESR測定装置はひとまず完成したので、今後はこの装置を使って単層遷移金属ダイカルコゲナイドのESR測定を行っていきたい。一方で、従来の共振器を用いた方法で、単層MoS2で測定を行ったが、観測された信号の起因がよくわかっていない。来年度はゲート電圧を印加したり、レーザーで円偏光励起することによって、観測された信号がどう変化するかを検証していく。これにより、系のバレーの微細構造を明らかにしていきたい。

次年度使用額が生じた理由

(理由)初年度に納入予定だったInSb光検出器の納品が遅れ、研究計画ならびに研究予算の執行状況に全体的な遅れが生じているため。

(使用計画)繰り越した額は、最終年度に全額利用する予定である。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2017 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Fungus-derived hydroxyl radicals kill hepatic cells by enhancing nuclear transglutaminase2017

    • 著者名/発表者名
      Shrestha Ronak、Shrestha Rajan、Qin Xian-Yang、Kuo Ting-Fang、Oshima Yugo、Iwatani Shun、Teraoka Ryutaro、Fujii Keisuke、Hara Mitsuko、Li Mengqian、Takahashi-Nakaguchi Azusa、Chibana Hiroji、Lu Jun、Cai Muyi、Kajiwara Susumu、Kojima Soichi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 ページ: 4746

    • DOI

      10.1038/s41598-017-04630-8

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 電子スピン共鳴を用いた分子性物質の研究2017

    • 著者名/発表者名
      大島勇吾
    • 学会等名
      物質階層原理研究 第1回合宿
  • [学会発表] Multi-frequency ESR Studies of Molecular Magnets: Application to pi-d electrons system and spin-liquid system2017

    • 著者名/発表者名
      Yugo Oshima
    • 学会等名
      RIKEN Symposium & Joint Workshop between RIKEN Nishina Center and USM, Penang, Malaysia
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 加藤分子物性研究室

    • URL

      http://www.riken.jp/lab-www/molecule/index.html

URL: 

公開日: 2018-12-17  

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