• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2017 年度 実績報告書

単層2次元トポロジカル結晶絶縁体の開発と、超伝導体との接合による協奏現象の探求

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 16H00983
研究機関東京大学

研究代表者

秋山 了太  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (40633962)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
キーワードトポロジカル超伝導 / トポロジカル絶縁体 / スピン軌道相互作用 / 量子異常ホール効果 / 薄膜 / 偏極中性子反射率法 / 角度分解光電子分光法 / スピン注入
研究実績の概要

本研究ではトポロジカル(結晶)絶縁体を物質として用い、その性質解明、およびそれを用いた新しい系における現象の観測に力点をおいた。具体的に得られた研究実績は以下の通りである。
1.SnTe/Bi界面においてトポロジカル超伝導である可能性がある二次元超伝導の実現 ミスフィット転位によってSnTeとBiの界面に超伝導を誘起し、トポロジカル超伝導候補物質を発見した。2.√3×√3-Bi上における平坦SnTe薄膜の作製 絶縁体であるSi(111)√上の3×√3-Bi上にSnTeを成長したところ、RMS~0.36nmという原子ステップに近い非常に平坦な膜が作製できた。3.トポロジカル結晶絶縁体Pb1-xSnxTe(111)薄膜における表面状態の観測。 Pb1-xSnxTe:SbにおいてARPESで入射光子エネルギーに依存しない2次元バンドを観測した。また、PbTeにおいては初めて大きな2次元Rashba分裂バンドを観測した。4.トポロジカル絶縁体と強磁性体MnTeのヘテロ接合の作製とその評価 トポロジカル絶縁体(BixSb1-x)2Te3と強磁性体のMnTeのヘテロ接合を作製した。磁化測定によって試料は室温以上の強磁性転移温度を持つことが分かり、低温では異常ホール効果も観測され、量子異常ホール効果に対して有望な系であることが分かった。5.Fe/SnTeに対するスピンポンピング法によるスピン注入 SnTeとFeのヘテロ構造に対してマイクロ波を照射し、Fe層で磁化が歳差運動し、スピン流が誘起されてSnTe層へと注入されたことが実証された。6.Fe/SnTeにおける偏極中性子反射法による強磁性proximity効果の検証 偏極中性子反射率法によってFeの強磁性のSnTeへのproximity効果について測定を行った。結果、SnTe表面から深さ3nm程度まで強磁性秩序が生じていることが分かった。

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

    (28件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 5件、 招待講演 2件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] Inst. of Str. Phys. and Mat. Sci./Tomsk State University/Saint Petersburg State University(ロシア連邦)

    • 国名
      ロシア連邦
    • 外国機関名
      Inst. of Str. Phys. and Mat. Sci./Tomsk State University/Saint Petersburg State University
  • [国際共同研究] Dep. de Fisica de Materiales UPV/EHU/DIPC(スペイン)

    • 国名
      スペイン
    • 外国機関名
      Dep. de Fisica de Materiales UPV/EHU/DIPC
  • [国際共同研究] Novosibirsk State University/V.S. Sobolev Inst. of Geo. and Mine./A.V. Rzhanov Inst. of Semicon. Phys.(ロシア連邦)

    • 国名
      ロシア連邦
    • 外国機関名
      Novosibirsk State University/V.S. Sobolev Inst. of Geo. and Mine./A.V. Rzhanov Inst. of Semicon. Phys.
  • [雑誌論文] Observation of the inverse spin Hall effect in the topological crystalline insulator SnTe using spin pumping2017

    • 著者名/発表者名
      Ohya Shinobu、Yamamoto Akiyori、Yamaguchi Tomonari、Ishikawa Ryo、Akiyama Ryota、Anh Le Duc、Goel Shobhit、Wakabayashi Yuki K.、Kuroda Shinji、Tanaka Masaaki
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 96 ページ: 094424 1-5

    • DOI

      https://doi.org/10.1103/PhysRevB.96.094424

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Large-Gap Magnetic Topological Heterostructure Formed by Subsurface Incorporation of a Ferromagnetic Layer2017

    • 著者名/発表者名
      Hirahara Toru、Eremeev Sergey V.、Shirasawa Tetsuroh、Okuyama Yuma、Kubo Takayuki、Nakanishi Ryosuke、Akiyama Ryota、Takayama Akari、Hajiri Tetsuya、Ideta Shin-ichiro、Matsunami Masaharu、Sumida Kazuki、Miyamoto Koji、Takagi Yasumasa、Tanaka Kiyohisa、Okuda Taichi、Yokoyama Toshihiko et. al
    • 雑誌名

      Nano Letters

      巻: 17 ページ: 3493~3500

    • DOI

      10.1021/acs.nanolett.7b00560

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Berry phase shift from 2π to π in bilayer graphene by Li-intercalation and sequential desorption2017

    • 著者名/発表者名
      Akiyama Ryota、Takano Yuma、Endo Yukihiro、Ichinokura Satoru、Nakanishi Ryosuke、Nomura Kentaro、Hasegawa Shuji
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 110 ページ: 233106~233106

    • DOI

      https://doi.org/10.1063/1.4984958

    • 査読あり
  • [学会発表] Sbドープトポロジカル結晶絶縁体Pb1-xSnxTe(111)薄膜における2次元バンドの観測2018

    • 著者名/発表者名
      秋山了太, 大滝祐輔, 伊藤寛史, 中西亮介, 宮内恵太, Eike Schwier, 木村昭夫, 島田賢也, S. V. Eremeev, E. V. Chulkov, 黒田眞司, 長谷川修司
    • 学会等名
      2018年春季日本物理学会
  • [学会発表] Photoinduced Inverse Spin Hall effect on Bi2Se3 thin film2018

    • 著者名/発表者名
      Di Fan, Rei Hobara, Ryota Akiyama, Akari Takayama, Shuji Hasegawa
    • 学会等名
      2018年春季日本物理学会
  • [学会発表] トポロジカル(結晶)絶縁体/強磁性体ヘテロ構造における磁性2018

    • 著者名/発表者名
      秋山 了太
    • 学会等名
      平成29年度薄膜・界面研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] 独立 4 探針STM を用いた水素終端SrTiO3表面の輸送特性の in situ 評価2017

    • 著者名/発表者名
      武内康範, 秋山了太, 保原麗, 高山あかり, 一ノ倉聖, 湯川龍, 松田巌, 長谷川修司
    • 学会等名
      日本表面科学会 第2回関東支部講演大会
  • [学会発表] Ge 基板上 Tl, Pb 合金系表面超構造における超伝導の観測2017

    • 著者名/発表者名
      中村友謙,一ノ倉聖,高山あかり,秋山了太, ZotovA. V.,SaraninA. A.,長谷川修司
    • 学会等名
      真空・表面科学合同講演会
  • [学会発表] Ge(111)-√3×√3-(Tl, Pb)における超伝導転移の in situ 4端子測定2017

    • 著者名/発表者名
      中村友謙, 一ノ倉聖, 高山あかり, 秋山了太, A. V. Zotov, A. A. Saranin, 長谷川修司
    • 学会等名
      2017年秋季日本物理学会
  • [学会発表] MBE法により成長したIV-VI族希薄磁性半導体(Sn,Mn)Teの構造と磁性の評価2017

    • 著者名/発表者名
      石川諒, 伊藤寛史, 秋山了太, 仁谷浩明, 黒田眞司
    • 学会等名
      2017年秋季日本物理学会
  • [学会発表] トポロジカル結晶絶縁体SnTe薄膜のPbTe表面へのMBE成長および電気伝導特性2017

    • 著者名/発表者名
      伊藤寛史, 大滝祐輔, 石川諒, 秋山了太, 黒田眞司
    • 学会等名
      2017年秋季日本物理学会
  • [学会発表] Tlドープトポロジカル結晶絶縁体SnTeの構造・電気伝導特性2017

    • 著者名/発表者名
      秋山了太, 渡辺和己, 中西亮介, 宮内恵太, 長谷川修司
    • 学会等名
      2017年秋季日本物理学会
  • [学会発表] 微傾斜Si(111)-√3×√3-Bi上でのトポロジカル結晶絶縁体SnTe薄膜の成長とその構造・伝導評価2017

    • 著者名/発表者名
      中西亮介, 秋山了太, 鎮西弘毅, 福居直哉, 豊田良順, 西原寛, 長谷川修司
    • 学会等名
      2017年秋季日本物理学会
  • [学会発表] 水素終端したSrTiO3表面の2次元伝導層の輸送特性2017

    • 著者名/発表者名
      武内康範, 秋山了太, 保原麗, 高山あかり, 一ノ倉聖, 湯川龍, 松田巌, 長谷川修司
    • 学会等名
      2017年秋季日本物理学会
  • [学会発表] SrTiO3(001)上への FeSe 薄膜の成長と in situ 電気伝導評価2017

    • 著者名/発表者名
      武内 康範、保原麗、秋山了太、高山あかり、一ノ倉聖、湯川龍、松田巌、長谷川修司
    • 学会等名
      強磁場コラボラトリーが拓く未踏計測領域への挑戦と物質・材料科学の最先端
  • [学会発表] Au(111)上への青リンのエピタキシャル成長とその評価2017

    • 著者名/発表者名
      宮内 恵太、秋山了太、中西亮介、遠藤裕大、長谷川修司
    • 学会等名
      強磁場コラボラトリーが拓く未踏計測領域への挑戦と物質・材料科学の最先端
  • [学会発表] Bi(111)/Si(111)テンプレート上におけるトポロジカル結晶絶縁体 SnTe 薄膜の成長とその評価2017

    • 著者名/発表者名
      中西 亮介、秋山了太、長谷川修司
    • 学会等名
      強磁場コラボラトリーが拓く未踏計測領域への挑戦と物質・材料科学の最先端
    • 招待講演
  • [学会発表] Heterostructure of a topological insulator/magnetic insulator ultrathin film2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Okuyama, S.V. Eremeeev, R. Nakanishi, R. Akiyama, T. Shirasawa, K. Sumida, K. Miyamoto, T. Okuda, S. Ideta, K. Tanaka, E.V. Chulkov, S. Hasegawa and T. Hirahara
    • 学会等名
      The 8th International Symposium on Surface Science
    • 国際学会
  • [学会発表] Weak localization in bilayer graphene with Li-intercalation/desorption2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Endo, S. Ichinokura, R. Akiyama, A. Takayama, K. Sugawara, T. Takahashi, K. Nomura and S. Hasegawa
    • 学会等名
      The 8th International Symposium on Surface Science
    • 国際学会
  • [学会発表] Investigation of helicity-dependent photocurrent in strong spin-orbit coupling materials2017

    • 著者名/発表者名
      D. Fan, R. Hobara, R. Akiyama, A. Takayama and S. Hasegawa
    • 学会等名
      The 8th International Symposium on Surface Science
    • 国際学会
  • [学会発表] Two-dimensional conducting layer on SrTiO3 surface induced by hydrogenation2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Takeuchi, R. Akiyama, R. Hobara, A. Takayama, S. Ichinokura, R. Yukawa, I. Matsuda and S. Hasegawa
    • 学会等名
      The 8th International Symposium on Surface Science
    • 国際学会
  • [学会発表] Observation of the surface Dirac cone in Sb-doped PbxSn1-xTe(111) thin films2017

    • 著者名/発表者名
      Ryota Akiyama, Tomonari Yamaguchi, Yusuke Otaki, Ryo Ishikawa, Ryosuke Nakanishi, Di Fan, Hitoshi Sato, Kenichi Shimada, Eike F. Schwier, Koji Miyamoto, Akio Kimura, Shuji Hasegawa, and Shinji Kuroda
    • 学会等名
      New Trends in Topological Insulators 2017
    • 国際学会
  • [備考] 研究室HP

    • URL

      http://www-surface.phys.s.u-tokyo.ac.jp/top_j.html

  • [備考] Research map

    • URL

      https://researchmap.jp/rakiyama/

  • [備考] Research gate

    • URL

      https://www.researchgate.net/profile/Ryota_Akiyama

URL: 

公開日: 2018-12-17   更新日: 2022-05-13  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi