強相関希土類薄膜のフェルミ面および準粒子バンドの定量評価

2014 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 25400376
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 島田 賢也 広島大学, 放射光科学研究センター, 教授 (10284225)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: 強相関電子系 / 金属物性 / エピタキシャル成長 / 表面・界面物性 / 物性実験

研究実績の概要

[具体的内容] (1) タングステン単結晶基板を清浄化するための新型高温アニール装置を製作した。(2) 新型高温アニール装置を稼働させ、タングステン単結晶基板の清浄化を行い、低速電子線回折像およびオージェ電子スペクトルで清浄性を確認した。(3) タングステン基板上に真空蒸着法を用いてセリウム単結晶薄膜を作製した。膜厚はオージェ電子スペクトルを用いて評価し、4-5原子層と見積もった。明瞭な１×１の低速電子線回折スポットを確認し、６回対称性を持つ表面が得られた。(4) 直線偏光依存高分解能角度分解光電子分光実験（ARPES）を行い、セリウム単結晶薄膜の電子バンド分散を軌道の対称性に応じて選択的に分離観測した。(5) フェルミ面に6回対称性性があること、バンド構造の励起光エネルギー依存性が弱いことから、dhcp構造を持つと結論した。
[意義、重要性] 希土類金属単体は空気中で反応性に富むため、バルク単結晶試料を用いたARPESによる電子構造解析は困難である。このため超高真空中で単結晶薄膜を作製し、清浄性や結晶構造を評価して実験を行う必要がある。しかし希土類金属元素のランタン、セリウムについて、ARPESでバンド構造、フェルミ面を精密計測した例はほとんどない。本年度は新型高温アニール装置を新たに製作、稼働させ、dhcp構造をもつセリウムについて詳細な電子構造解析を行った。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

新型高温アニール装置を製作、稼働状況に持ち込み、タングステン基板の清浄化が安定して出来るようになった。これを用いてセリウム薄膜単結晶を作製し、その電子状態を直線偏光依存角度分解光電子分光により観測することができた。

今後の研究の推進方策

最終年度である平成２７年度は、本研究課題で得られた研究成果をとりまとめ、学会発表および論文発表を行う。

研究成果

• [雑誌論文] Structural and electronic properties of manganese-doped Bi2Te3 epitaxial layers (2015)
  • 著者名/発表者名: J. Ruzicka, O. Caha, V. Holy, H. Steiner, V. Volobuiev, A. Ney, G. Bauer, T. Duchon, K. Veltruska, I. Khalakhan, V. Matolin, E. F. Schwier, H. Iwasawa, K. Shimada, G. Springholz
  • 雑誌名: New Journal of Physics 巻: 17 ページ: 013028(11p)
  • DOI: 10.1088/1367-2630/17/1/013028
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electronic Structure Reconstruction across Antiferromagnetic Transition in TaFe1.23Te3 Spin Ladder (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Xu, Li-Min Wang, R. Peng, Q. Q. Ge, F. Chen, Z. R. Ye, Y. Zhang, S. D. Chen, M. Xia, R. H. Liu, M. Arita, K. Shimada, H. Namatame, M. Taniguchi, M. Matsunami, S. Kimura, M. Shi, X. H. Chen, Wei-Guo Yin, Wei Ku, B. P. Xie, and D. L. Feng
  • 雑誌名: Chinese Physics Letters 巻: 32 ページ: 027401(4p)
  • DOI: 10.1088/0256-307X/32/2/027401
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Rashba-split surface state of Sb2Te3(0001) and its interaction with bulk states (2015)
  • 著者名/発表者名: Christoph Seibel, Henriette Maass, Hendrik Bentmann, Juergen Braun, Jan Minar, Kazuyuki Sakamoto, Masashi Arita, Kenya Shimada, Hubert Ebert, and Friedrich Reinert
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 114 ページ: 066802(5p)
  • DOI: 10.1103/PhysRevLett.114.066802
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photoemission study on YbZn1-xSnxCu4 (2015)
  • 著者名/発表者名: Hitoshi Sato, Yuki Utsumi, Junichi Kodama, Masashi Arita, Hiroaki Anzai, Kojiro Mimura, Kenya Shimada, Shigenori Ueda, Naohito Tsujii, Hirofumi Namatame and Masaki Taniguchi
  • 雑誌名: Joural of Physics: Conference Series 巻: 592 ページ: 012016(5p)
  • DOI: 10.1088/1742-6596/592/1/012016
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electronic structure of heavy fermion caged-compound Ce3Pd20X6 (X = Si, Ge) studied by photoelectron spectroscopy (2015)
  • 著者名/発表者名: Hitoshi Yamaoka, Eike F. Schwier, Masashi Arita, Kenya Shimada, Naohito Tsujii, Ignace Jarrige, Jian Jiang, Hirokazu Hayashi, Hideaki Iwasawa, Hirofumi Namatame, Masaki Taniguchi, and Hideaki Kitazawa
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 91 ページ: 115139(9p)
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.91.115139
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electronic structure of the BaTi2As2O parent compound of the titanium based oxypnictide superconductor (2014)
  • 著者名/発表者名: H. C. Xu, M. Xu, R. Peng, Y. Zhang, Q. Q. Ge, F. Qin, M. Xia, J. J. Ying, X. H. Chen, M. Arita, K. Shimada, M. Taniguchi, D. H. Lu, B. P. Xie, and D. L. Feng
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 89 ページ: 155108(8p)
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.89.155108
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evidence of coexisting Kondo screening and valence fluctuations in the CePd7/Pd(001) surface alloy (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Mulazzi, K. Shimada, J. Jiang, H. Iwasawa, F. Reinert
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 89 ページ: 205134(6p)
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.89.205134
  • 査読あり
• [雑誌論文] Polarization-Dependent ARPES Study on Quasi-One-Dimensional BaVS3 (2014)
  • 著者名/発表者名: Hitoshi Sato, Komei Tobimatsu, Arata Tanaka, Hiroyuki Nakamura, Hirokazu Hayashi, Hideaki Iwasawa, Kenya Shimada, Hirofumi Namatame and Masaki Taniguchi
  • 雑誌名: JPS Conference Proceedings 巻: 3 ページ: 013015(4p)
  • DOI: 10.7566/JPSCP.3.013015
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evidence of Topological Surface State in Three-Dimensional Dirac Semimetal Cd3As2 (2014)
  • 著者名/発表者名: Hemian Yi, Zhijun Wang, Chaoyu Chen, Youguo Shi, Ya Feng, Aiji Liang, Zhuojin Xie, Shaolong He, Junfeng He, Yingying Peng, Xu Liu, Yan Liu, Lin Zhao, Guodong Liu, Xiaoli Dong, Jun Zhang, M. Nakatake, M. Arita, K. Shimada, H. Namatame, M. Taniguchi, Zuyan Xu, Chuangtian Chen, Xi Dai, Zhong Fang, X. J. Zhou
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 4 ページ: 6106(6p)
  • DOI: 10.1038/srep06106
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Symmetry Resolved Surface-Derived Electronic Structure of MoS2(0001) (2014)
  • 著者名/発表者名: Takashi Komesu, Duy Le, Quan Ma, Eike F. Schwier, Yohei Kojima, Mingtian Zheng, Hideaki Iwasawa, Kenya Shimada, Masaki Taniguchi, Ludwig Bartels, Talat Rahman and P. A. Dowben
  • 雑誌名: Journal of Physics: Condensed Matter 巻: 26 ページ: 455501(8p)
  • DOI: 10.1088/0953-8984/26/45/455501
  • 査読あり
• [雑誌論文] Occupied and Unoccupied Electronic Structure of Na doped MoS2(0001) (2014)
  • 著者名/発表者名: Takashi Komesu, Duy Le, Xin Zhang, Quan Ma, Eike F. Schwier, Yohei Kojima, Mingtian Zheng, Hideaki Iwasawa, Kenya Shimada, Masaki Taniguchi, Ludwig Bartels, Talat Rahman and P. A. Dowben
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 105 ページ: 241602(4p)
  • DOI: 10.1063/1.4903824
  • 査読あり
• [学会発表] Recent progress of high-resolution ARPES at HiSOR (2015)
  • 著者名/発表者名: Kenya Shimada
  • 学会等名: Seminar
  • 発表場所: Tsinghya University, China
  • 年月日: 2015-03-30 – 2015-03-30
  • 招待講演
• [学会発表] Recent progress of high-resolution ARPES at HiSOR (2015)
  • 著者名/発表者名: Kenya Shimada
  • 学会等名: Seminar
  • 発表場所: Institute of Physics, Chinese Academy of Science, China
  • 年月日: 2015-03-30 – 2015-03-30
  • 招待講演
• [学会発表] Ce単結晶薄膜の高分解能角度分解光電子分光III (2015)
  • 著者名/発表者名: 小島耀平，永田偉士，E. F. Schwier，岩澤英明，堀家大希，M. Zheng，相浦義弘，島田賢也，生天目博文，谷口雅樹
  • 学会等名: 日本物理学会 第70回年次大会
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2015-03-21 – 2015-03-24
• [学会発表] Spin- and angle-resolved photoemission study of oxygen adsorbed Fe/MgO(100) (2015)
  • 著者名/発表者名: Mingtian Zheng，Eike F. Schwier，Kenya Shimada，Taichi Okuda，Hideaki Iwasawa，Koji Miyamoto，Taiki Horike，Yorito Nagata，Yohei Kojima，Hirofumi Namatame，and Masaki Taniguchi
  • 学会等名: 日本物理学会 第70回年次大会
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2015-03-21 – 2015-03-24
• [学会発表] Recent progress of high-resolution ARPES at HiSOR (2014)
  • 著者名/発表者名: Kenya Shimada
  • 学会等名: Pohang Accelerator Laboratory user’s meeting
  • 発表場所: Pohang, Korea
  • 年月日: 2014-11-20 – 2014-11-20
  • 招待講演
• [学会発表] 光電子分光法の最近の進歩と利用研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 島田賢也
  • 学会等名: 日本分析化学会第63年会
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 2014-09-17 – 2014-09-19
  • 招待講演
• [学会発表] Ce単結晶薄膜の高分解能角度分解光電子分光II (2014)
  • 著者名/発表者名: 小島耀平，永田偉士，E. F. Schwier，岩澤英明，堀家大希，M. Zheng，相浦義弘，島田賢也，生天目博文，谷口雅樹
  • 学会等名: 日本物理学会 2014年秋季大会
  • 発表場所: 中部大学
  • 年月日: 2014-09-07 – 2014-09-10
• [学会発表] 光電子分光による重い電子系かご状化合物Ce3Pd20X6 (X = Si, Ge)の電子構造の測定 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山岡人志，Eike F. Schwier，有田将司，辻井直人，Ignace Jarrige，姜健，林博和，岩沢英明，島田賢也，生天目博文，谷口雅樹，北澤英明
  • 学会等名: 日本物理学会 2014年秋季大会
  • 発表場所: 中部大学
  • 年月日: 2014-09-07 – 2014-09-10
• [学会発表] High-resolution angle-resolved photoemission study of oxygen adsorbed Fe/MgO(100) (2014)
  • 著者名/発表者名: Mingtian Zheng，Eike F. Schwier，Koji Miyamoto，Taichi Okuda，Kenya Shimada，Hideaki Iwasawa，Taiki Horike，Yorito Nagata，Yohei Kojima，Hirofumi Namatame，and Masaki Taniguchi
  • 学会等名: 日本物理学会 2014年秋季大会
  • 発表場所: 中部大学
  • 年月日: 2014-09-07 – 2014-09-10
• [学会発表] Photoemission study on YbZn1-xSnxCu4 (2014)
  • 著者名/発表者名: Hitoshi Sato, Yuki Utsumi, Junichi Kodama, Masashi Arita, Hiroaki Anzai, Kojiro Mimura, Kenya Shimada, Shigenori Ueda, Naohito Tsujii, Hirofumi Namatame, Masaki Taniguchi
  • 学会等名: The International Conference on Strongly Correlated Electron Systems (SCES 2014)
  • 発表場所: Grenoble, France
  • 年月日: 2014-07-07 – 2014-07-11
• [学会発表] Hard X-ray photoemission study of the temperature-induced valence transition system EuNi2(Si1-xGex)2 (2014)
  • 著者名/発表者名: Katsuya Ichiki, Kojiro Mimura, Hiroaki Anzai, Takayuki Uozumi, Eiichiro Matsuyama, Hitoshi Sato, Yuki Utsumi, Shigenori Ueda, Akihiro Mitsuda, HirofumiWada, Yukihiro Taguchi, Kenya Shimada, Hirofumi Namatame, Masaki Taniguchi
  • 学会等名: The International Conference on Strongly Correlated Electron Systems (SCES 2014)
  • 発表場所: Grenoble, France
  • 年月日: 2014-07-07 – 2014-07-11
• [学会発表] High-resolution ARPES study of Ce thin lm (2014)
  • 著者名/発表者名: Yohei Kojima, Yorito Nagata, Kenya Shimada, Eike F. Schwier, Hideaki Iwasawa, Taiki Horike, Mingtian Zheng, Yoshihiro Aiura, Hirofumi Namatame, Masaki Taniguchi
  • 学会等名: The International Conference on Strongly Correlated Electron Systems (SCES 2014)
  • 発表場所: Grenoble, France
  • 年月日: 2014-07-07 – 2014-07-11
• [学会発表] Fermi surface and band structure of La thin lm: high-resolution ARPES study (2014)
  • 著者名/発表者名: Kenya Shimada, Yorito Nagata, Eike F. Schwier, Yohei Kojima, Hideaki Iwasawa, Taiki Horike, Mingtian Zheng, Yoshihiro Aiura, Hirofumi Namatame, Masaki Taniguchi
  • 学会等名: The International Conference on Strongly Correlated Electron Systems (SCES 2014)
  • 発表場所: Grenoble, France
  • 年月日: 2014-07-07 – 2014-07-11
• [学会発表] Bulk electronic structure in EuNi2X2 (X = Si, P, Ge) investigated by hard X-ray photoemission spectroscopy (2014)
  • 著者名/発表者名: Kojiro Mimura, Katsuya Ichiki, Hiroaki Anzai, Takayuki Uozumi, Eiichiro Matsuyama, Hitoshi Sato, Yuki Utsumi, Shigenori Ueda, Akihiro Mitsuda, HirofumiWada, Yukihiro Taguchi, Kenya Shimada, Hirofumi Namatame, Masaki Taniguchi
  • 学会等名: The International Conference on Strongly Correlated Electron Systems (SCES 2014)
  • 発表場所: Grenoble, France
  • 年月日: 2014-07-07 – 2014-07-11
• [備考] 広島大学研究者総覧
  • URL: http://seeds.hiroshima-u.ac.jp/soran/e2bah6a/index.html
• [備考] Research Gate
  • URL: https://www.researchgate.net/profile/Kenya_Shimada/?ev=prf_highl