インターカレートされたトポロジカル絶縁体の構造と電子的特性

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13F03783
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 島田 賢也 広島大学, 放射光科学研究センター, 教授 (10284225)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): SCHWIER Eike 広島大学, 放射光科学研究センター, 外国人特別研究員
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: トポロジカル絶縁体 / 角度分解光電子分光 / 光電子回折 / インターカレーション

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、鉄などの磁性金属や金や銅などの非磁性金属をトポロジカル絶縁体の表面に微量蒸着し、表面および金属原子がインターカレートされた界面構造および表面電子状態を解明することを目的としている。平成26年度は、広島大学放射光科学研究センターにおいてトポロジカル絶縁体Bi2Se3に条件を変えながら数原子層の金（Au）を蒸着し、角度分解光電子分光によりその電子状態を調べた。その結果、基板の温度に依存してある臨界的なAu膜厚が存在し、それを超えるとトポロジカル表面準位が顕著に変化することを明らかにした。トポロジカル絶縁体TlBiSe2については、STM像の観察および内殻準位の光電子回折パターンから、劈開面においてはちょうど一原子層分だけ高さが異なる島状構造が存在し、それはセレンの欠陥に由来することが示唆された。フリブール大学との国際共同研究でスイス放射光実験施設においてX線光電子回折実験を行い、第一原理バンド理論で解析を進めた。さらにプラハ大学の理論グループと共同して、表面の格子欠陥がある場合、格子定数がどうなるのかについて、多重散乱理論を用いた解析を進めた。またTl5d内殻準位で観測された表面・バルクの内殻準位シフトについて理論的解析を進めた。

Research Progress Status

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Structural and electronic properties of manganese-doped Bi2Te3 epitaxial layers (2015)
  • Author(s): 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
  • Journal Title: New Journal of Physics Volume: 17 Pages: 013028(11p)
  • DOI: 10.1088/1367-2630/17/1/013028
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Electronic structure of heavy fermion caged-compound Ce3Pd20X6 (X = Si, Ge) studied by photoelectron spectroscopy (2015)
  • Author(s): 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
  • Journal Title: Physical Review B Volume: 91 Pages: 115139(9p)
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.91.115139
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Symmetry Resolved Surface-Derived Electronic Structure of MoS2(0001) (2014)
  • Author(s): 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
  • Journal Title: Journal of Physics: Condensed Matter Volume: 26 Pages: 455501(8p)
  • DOI: 10.1088/0953-8984/26/45/455501
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Occupied and Unoccupied Electronic Structure of Na doped MoS2(0001) (2014)
  • Author(s): 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
  • Journal Title: Applied Physics Letters Volume: 105 Pages: 241602(4p)
  • DOI: 10.1063/1.4903824
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Probing the surface structure of TlBiSe2 using Photoelectron Diffraction, Scanning Tunneling Spectroscopy and Ab-Initio Theory (2015)
  • Author(s): Eike F Schwier, Clement Didiot, Kenta Kuroda, Roland Stania, Jun Zhang, Elia Razzoli, Mao Ye, Hideaki Iwasawa, Matthias Munwiler, Philipp Aebi, Akio Kimura, Kenya Shimada, Hirofumi Namatame, Masaki Taniguchi
  • Organizer: The 19th Hiroshima International Symposium on Synchrotron Radiation
  • Place of Presentation: 広島大学
  • Year and Date: 2015-03-05 – 2015-03-06
• [Presentation] Probing the surface structure of TlBiSe2 using Photoelectron Diffraction, Scanning Tunneling Spectroscopy and Ab-Initio Theory (2014)
  • Author(s): Eike F Schwier, Clement Didiot, Kenta Kuroda, Roland Stania, Jun Zhang, Elia Razzoli, Mao Ye, Hideaki Iwasawa, Matthias Munwiler, Philipp Aebi, Akio Kimura, Kenya Shimada, Hirofumi Namatame, Masaki Taniguchi
  • Organizer: International Symposium on Surface Science
  • Place of Presentation: 松江
  • Year and Date: 2014-11-02 – 2014-11-06
• [Presentation] The Electronic and Geometric Structure of Au deposited on Bi2Se3 (2014)
  • Author(s): E. F. Schwier, M. Ye, J. Jiang, H. Iwasawa, T. Horike, Y. Nagata, H. Hayashi, A. Kimura, K. Shimada, H. Namatame, M. Taniguchi
  • Organizer: 日本物理学会 2014年秋季大会
  • Place of Presentation: 中部大学
  • Year and Date: 2014-09-07 – 2014-09-10
• [Presentation] The Electronic and Geometric Structure of Au deposited on Bi2Se3 (2014)
  • Author(s): E. F. Schwier, M. Ye, J. Jiang, H. Iwasawa, T. Horike, Y. Nagata, H. Hayashi, A. Kimura, K. Shimada, H. Namatame, M. Taniguchi
  • Organizer: New Trends in Topological Insulators
  • Place of Presentation: Berlin, Germany
  • Year and Date: 2014-07-07 – 2014-07-10