一軸応力印加角度分解光電子分光法によるトポロジカル相転移の研究

单轴应力角分辨光电子能谱研究拓扑相变

• 批准号: 21K03433
• 负责人: 有田 将司
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K03433/
• 关键词: トポロジカル物質; 一軸応力印加; 角度分解光電子分光; トポロジカル相転移; 高次トポロジカル絶縁体

一軸応力印加を行うことで、結晶の格子定数や物質の対称性が変化する。このことを用い、ミラー対称性に守られたトポロジカル金属表面状態を持つトポロジカル結晶絶縁体Pb1-xSnxTeにおいて、格子定数を変化させた場合に発現するトポロジカル相転移とディラックセミメタル状態や対称性を変化させた場合に起こるトポロジカル表面状態の変化について、角度分解光電子分光（ARPES）法により観測を行い、格子定数の操作や対称性の操作でトポロジカル相転移近傍の電子状態を観測し、この物質系での新しい物理的知見を得ることを目指す。またこの研究で、放射光ARPES装置で広く共同研究ユーザーが利用できる一軸応力印加ARPES用試料ホルダを整備し、実験できる環境を構築することを目的としている。ネジにより試料を直接加圧する方法では、Pb1-xSnxTe試料が割れが生じ、歪を正しく入れるにいたらなかった為、試料を接着した基板に歪を加える間接法タイプのサンプルホルダもを作成した。これを用いPb1-xSnxTeの破断表面に対するARPES測定を行ったが、歪印加前後での変化は見られなかった。そのため、CDW物質１T-TaS2で、歪印加試験を行った。4端子電気抵抗測定装置を立ち上げ、歪印可前後の100K付近にみられるNCCDWとCCDWの転移温度の変化の測定を行った。それによると、伸張方向の歪に対し高温側に転移温度がシフトする傾向が見られた。また同様な条件でARPES測定を行った。NCCDW相とCCDW相の転移点は、明瞭なARPESスペクトルの変化が観測できるが、同様に高温側に転移温度がシフトしている傾向が見られた。よって、層状など薄い試料では試料基板に歪を与えることで、応力印加が可能であることがわかった。Pb0.6Sn0.4Teを薄く整形し、ARPES実験を試みたが、議論しうるスペクトルを得ることができなかった。

One axis 応 force Inca を row う う とで, crystalline <s:1> lattice number や substance <s:1> symmetry が change する. こ の こ と を い, ミ ラ ー polices according to keep sex に ら れ た ト ポ ロ ジ カ ル metal surface state を hold つ ト ポ ロ ジ カ ル crystallization never try body Pb1 - xSnxTe に お い て, lattice constant を variations change さ せ た occasions に 発 now す る ト ポ ロ ジ カ planning ル phase shift と デ ィ ラ ッ ク セ ミ メ タ ル state や said sex seaborne を variations change さ せ た circumstance に こ る ト ポ ロ ジ カ ル surface state の variations change に つ い て, Angle decomposition photoelectron spectroscopic method (ARPES) に よ り 観 を line い, lattice constant の operation や said sex seaborne の operation で ト ポ ロ ジ カ ル phase planning nearer alongside の electronic state を 観 し, こ の material department で の new し い physical knowledge を must る こ と を refers す. ま た こ の research で, radiation ARPES light device で hiroo く joint research ユ ー ザ ー が using で き る one axis force 応 Inca ARPES with sample ホ ル ダ を servicing し, be 験 で き る environment を construct す る こ と を purpose と し て い る. ネ ジ に よ り sample を directly 圧 す る method で は, Pb1 - try xSnxTe が cut れ が じ, slanting を is し く into れ る に い た ら な か っ た for, try を then し た substrate に slanting を plus え る indirect タ イ プ の サ ン プ ル ホ ル ダ も を made し た. こ れ を with い Pb1 - xSnxTe の rupture surface に す seaborne る ARPES measurement line を っ た が, slanting before and after the Inca で の variations change は see ら れ な か っ た. Youdaoplaceholder0 ため, CDW substance 1T-TaS2で, off-print addition test を line った. The 4-terminal electrical resistance measurement device を stands on ち げ, and the offset print can be moved forward and backward <s:1> 100K to nearly にみられるNCCDWとCCDW 転 転 shift temperature <s:1> change <e:1> measurement を row った. Youdaoplaceholder0, the direction of extension is skewed に. On the high-temperature side of に転, the temperature is shifted がシフトする. The tendency is が. See られた. Youdaoplaceholder0 The same な conditions でARPES determination を rows った. NCCDW phase と CCDW phase の planning to move some は, clear な ARPES ス ペ ク ト ル の variations change が 観 measuring で き る が, with others in に high temperature side に planning move temperature が シ フ ト し て い る tendency が see ら れ た. よ っ て, layered な ど thin い sample で は sample substrate に slanting を and え る こ と で, 応 Inca が may で あ る こ と が わ か っ た. Pb0.6 Sn0.4 Te を thin く plastic し, ARPES be 験 を try み た が, comment し う る ス ペ ク ト ル を have る こ と が で き な か っ た.

项目成果

Observation of Dresselhaus type spin splitting of zinc blende structure semiconductors by circular dichroic photoemission study

• DOI: 10.1016/j.cap.2021.06.011
• 发表时间: 2021-07
• 期刊: Current Applied Physics
• 影响因子: 2.4
• 作者: Soohyun Cho;W. Jung;Jisook Hong;B. Kim;G. Han;M. Leandersson;T. Balasubramanian;M. Arita;K. Shimada;J. Shim;Changyoung Kim;S. Park

Direct evidence of electron-hole compensation for extreme magnetoresistance in topologically trivial YBi

• DOI: 10.1103/physrevb.103.115119
• 发表时间: 2021-03
• 期刊: Physical Review B
• 影响因子: 3.7
• 作者: S. Xiao;Yinxiang Li;Yong Li;Xiufu Yang;Shiju Zhang;Wei Liu;Xianxin Wu;Bin Li;M. Arita-M.-Ari

Persistence of the topological surface states in Bi2Se3 against Ag intercalation at room temperature

室温下 Bi2Se3 中 Ag 插层拓扑表面态的持久性

• DOI: 10.1021/acs.jpcc.0c07462
• 发表时间: 2020
• 期刊: J. Phys. Chem. C
• 影响因子: 3.7
• 作者: M. Ye;K. Kuroda;M. Otrokov;A. Ryabishchenkova;A. Ernst;E. V. Chulkov;M. Nakatake;M. Arita;T. Okuda;T. Matsushita;L. T_th;H. Daimon;K. Shimada;Y. Ueda and A. Kimura
• 通讯作者: Y. Ueda and A. Kimura

角度分解光電子分光によるBi2Sr2CaCu2O8+δの電子相図の再検討

使用角分辨光电子能谱重新检查 Bi2Sr2CaCu2O8+δ 的电子相图

• 发表时间: 2022
• 作者: 坪田悠希;Shiv Kumar;宮井雄大;田中清尚;石田茂之;永崎洋;中川駿吾;柏木隆成;有田将司;島田賢也;出田真一郎
• 通讯作者: 出田真一郎

板谷亮太, 戸市裕一朗, 中西龍也, 榎原成則, 葛西健太郎, 中田慶隆, 黒田健太, 福谷圭祐, 山本勇, 有田将司, 坂本一之

板谷亮太、东一雄一郎、中西龙也、江野原重纪、葛西健太郎、中田喜孝、黑田健太、福谷圭介、山本勇、有田正史、坂本和幸

• 发表时间: 2022