層間磁気結合による単分子磁石の磁気モーメントの制御

层间磁耦合控制单分子磁体磁矩

• 批准号: 21H01803
• 负责人: 岡 博文
• 金额: $ 11.15万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 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-21H01803/
• 关键词: スピン偏極STM; 単分子磁石; 層間磁気結合; TbPc2; Coアイランド

本研究の目的は、強磁性/非磁性/強磁性の金属多層膜で用いられる「層間磁気結合」を応用することで、単分子磁石に働く磁気結合の強さの制御法を確立することである。そこで、まず磁気結合の強さを調整できる基板の作製に取り組み、その表面構造を走査トンネル顕微鏡（STM）により明らかにした。本年度は、得られた基板に単分子磁石を吸着し、その吸着構造の詳細を明らかにした。Au(111)基板の清浄化、Coの蒸着、Auの蒸着、それぞれの項目毎にSTM観察を行った。その結果、Au(111)に特徴的なヘリンボーン構造と原子像の観察に成功し、Au(111)清浄面が得られていることを確認した。その後、Coを蒸着し、三角形状をもつ2原子層高さのCoアイランドがヘリンボーン構造の“エルボー”に周期的に形成されることを確認した。続けてAuを蒸着し、Auの蒸着量を調整することにより、Coと単分子磁石の間に挿入するAuの膜厚を調整できることを確認した。さらに、単分子磁石TbPc2を室温で蒸着し、STM観察からTbPc2の吸着位置を明らかにした。蒸着量が少ない場合、TbPc2はAu(111)やCoアイランドのステップエッジに吸着し、蒸着量を増やすことによりテラス上にも吸着することがわかった。しかし、エルボーに形成されたCoアイランドは基本的に面積が小さく、TbPc2 / Au / Coの多層構造を得るためにはかなり多くのTbPc2を蒸着する必要があり、単分子の状態で多層構造を形成するのは難しいことが明らかになった。

这项研究的目的是建立一种控制磁耦合强度的方法，该方法通过施加层间磁耦合来作用于单分子磁铁，该耦合用于铁磁/非磁/非磁/铁磁多层膜。因此，我们首先致力于制造可以调整磁耦合强度的基板，并使用扫描隧道显微镜（STM）阐明底物的表面结构。今年，将单个分子磁体吸附到获得的底物上，并阐明了其吸附结构的细节。对以下每项进行了STM观测：清洁AU（111）底物，CO蒸发和AU蒸发。结果，我们成功地观察了Au（111）的人字形结构和原子图像特征，并确认获得了AU（111）清洁表面。之后，CO沉积了，并确认了一个三角形，两种高的CO岛，定期在人字形结构“肘”上形成。已经证实，通过蒸发AU并调整AU沉积量，可以调节CO和单分子磁体之间插入的AU的膜厚度。此外，在室温下沉积了单个分子磁铁TBPC2，TBPC2的吸附位置通过STM观察显示。已经发现，当蒸发量很小时，TBPC2吸附在AU（111）或CO岛的步进边缘，并且通过增加蒸发量，它也会吸附在露台上。但是，在肘部形成的CO岛基本上的面积很小，并且已经发现必须沉积大量的TBPC2才能获得TBPC2/AU/CO的多层结构，因此很难在单个分子状态下形成多层结构。

项目成果

Single Molecular Adsorption of Terbium(III) Bis-phthalocyaninato (TbPc2) Governed by Two Surface Reconstructions of Perovskite Type SrVO3 Epitaxial Ultrathin Film

• DOI: 10.1246/cl.210270
• 发表时间: 2021-05
• 期刊: Chemistry Letters
• 影响因子: 1.6
• 作者: H. Oka;K. Katoh;Yoshinori Okada;D. Oka;T. Hitosugi;M. Yamashita;T. Fukumura

Charge order with unusual star-of-David lattice in monolayer NbTe2

单层 NbTe2 中异常大卫星晶格的电荷顺序

• DOI: 10.1103/physrevb.107.l041105
• 发表时间: 2023
• 期刊: Physical Review B
• 影响因子: 3.7
• 作者: Taguchi Taiki;Sugawara Katsuaki;Oka Hirofumi;Kawakami Tappei;Saruta Yasuaki;Kato Takemi;Nakayama Kosuke;Souma Seigo;Takahashi Takashi;Fukumura Tomoteru;Sato Takafumi
• 通讯作者: Sato Takafumi