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2017 年度 実績報告書

先端ナノプローブ分光測定によるトポロジカル物質の解明

公募研究

研究領域トポロジーが紡ぐ物質科学のフロンティア
研究課題/領域番号 16H00978
研究機関筑波大学

研究代表者

野村 晋太郎  筑波大学, 数理物質系, 准教授 (90271527)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
キーワード局所磁場測定法 / トポロジカル物質
研究実績の概要

新規開発したダイヤモンドNVセンターを用いた局所磁場測定システム磁場の空間分解測定に関する研究を実施した。広視野光学顕微鏡を用いてダイヤモンドNVセンターESRイメージングに成功し、高速sCMOSカメラを用いた独自の方式の広視野マイクロ波周波数変調イメージングにより磁場分解能が向上することを示した。温度可変クライオスタット中のトポロジカル候補物質を評価するためのダイヤモンドNVセンターESRイメージングシステムを構築した。ヘリウムクライオスタット試料ステージのマイクロ波照射による温度上昇を最小限とするため、A02班柏谷氏と共同で2.9 GHzにインピーダンスマッチングしたマイクロ波アンテナを設計、製作し、クライオスタットの外部から試料にマイクロ波を照射するシステムを開発し、超高感度磁場測定に十分な性能を達成した。トポロジカル絶縁体薄膜に外部磁場を印加して磁化させた後に、その磁化によって生じる磁場ベクトルを、4方向の結晶軸のNVセンターの電子スピン共鳴位置から再構成された。複数の試料温度において薄膜試料に水平、垂直方向の磁場を印加して磁化させたそれぞれの場合について、磁化により生じた磁場ベクトルを得た。その結果、バルクではc軸方向であった磁化ベクトルが薄膜ではc軸と垂直の面内方向であることが示された。さらにA01班前野氏、A02班柏谷氏と共同でSQUIDを用いたp波超伝導体Sr2RuO4-Ru共晶の渦糸の分布の研究を実施した。本研究で得られた成果は、新奇トポロジカル物質中の電流密度・磁場分布の空間分解測定を通じた新規な物性の開拓研究に寄与するものである。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 8件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Photoresponse in h-BN/MoS2/h-BN thin-film transistor2018

    • 著者名/発表者名
      Akihisa Saito, Tomoki Ayano, and Shintaro Nomura
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 57 ページ: 045201-1-4

    • DOI

      10.7567/JJAP.57.045201

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Investigation of the Vortex States of Sr2RuO4-Ru Eutectic Microplates Using DC-SQUIDs2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Nago, D. Sakuma, R. Ishiguro, S. Kashiwaya, S. Nomura, K. Kono, Y. Maeno and H. Takayanagi
    • 雑誌名

      J. Phys.: Conf. Ser.

      巻: 969 ページ: 12040

    • DOI

      10.1088/1742-6596/969/1/012040

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Investigation of the Vortex States of Sr2RuO4-Ru Eutectic Microplates Using DC-SQUIDs2017

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Sakuma, Yusuke Nago, Ryosuke Ishiguro, Satoshi Kashiwaya, Shintaro Nomura, Kimitoshi Kono, Yoshiteru Maeno, Hideaki Takayanagi
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn.

      巻: 86 ページ: 114708-1-6

    • DOI

      10.7566/JPSJ.86.114708

    • 査読あり
  • [学会発表] Local spin injection and detection for investigations of nanostructures and topological materials2017

    • 著者名/発表者名
      Shintaro Nomura
    • 学会等名
      International Workshop Top-Spin 3
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Magnetic field imaging for topological materials2017

    • 著者名/発表者名
      S. Nomura, Y. Miura, S. Nomoto, and S. Kashiwaya
    • 学会等名
      International Conference on Topological Materials Science
    • 国際学会
  • [学会発表] Wide-field Magnetometry by Frequency Modulation of Microwaves Based on Nitrogen-vacancy Centers in Diamond2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Miura, S. Nomoto, S. Kashiwaya, and S. Nomura
    • 学会等名
      SPINTECH IX
    • 国際学会
  • [学会発表] Magnetization measurements of Sr2RuO4-Ru eutectic microplates using dc-SQUIDs2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Nago , D. Sakuma, R. Ishiguro, S. Kashiwaya, S. Nomura, K. Kono, Y. Maeno, H. Takayanagi
    • 学会等名
      28th International Conference on Low Temperature Physics
    • 国際学会
  • [学会発表] Photocurrent in h-BN/MoS2/h-BN Heterostructures2017

    • 著者名/発表者名
      A. Saito, T. Ayano, and S. Nomura
    • 学会等名
      22nd International Conference on Electronic Properties of Two Dimensional Systems
    • 国際学会
  • [学会発表] Characterizations of a Hexagonal BN-encapsulated Multilayer MoS2 Photodetector2017

    • 著者名/発表者名
      T. Ayano, A. Saito, S. Nomura
    • 学会等名
      JSAP-OSA Joint Symposia 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] Optical magnetic field imaging on magnetic film with Nitrogen-Vacancy center in diamond2017

    • 著者名/発表者名
      Shuhei Nomoto, Ryusuke Kimura, Satoshi Kashiwaya, Shintaro Nomura
    • 学会等名
      Interdisciplinary Work Shop on Science and Patents 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] High photoresponsivity Hexagonal BN Encapsulated Multilayer MoS2 Photodetector2017

    • 著者名/発表者名
      T. Ayano, A. Saito, S. Nomura
    • 学会等名
      Interdisciplinary Work Shop on Science and Patents 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] ダイヤモンドNVセンターを用いた磁性体の広範囲磁気イメージング2017

    • 著者名/発表者名
      野元嵩平,木村龍典,柏谷聡,野村晋太郎
    • 学会等名
      日本物理学会
  • [学会発表] MoS2/h-BN薄膜積層構造の光応答2017

    • 著者名/発表者名
      齋藤明央,綾野智貴,野村晋太郎
    • 学会等名
      日本物理学会
  • [備考] Nomura Laboratory

    • URL

      http://www.px.tsukuba.ac.jp/~snomura/

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公開日: 2018-12-17  

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