Spin-resolved ARPES study of atomic-layer transition-metal dichalcogenides

原子层过渡金属二硫属化物的自旋分辨 ARPES 研究

• 批准号: 18J10038
• 负责人: 中田 優樹
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-25 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J10038/
• 关键词: 原子層; 遷移金属ダイカルコゲナイド; スピン分解角度分解光電子分光; 分子線エピタキシー法; 原子層材料; スピン・角度分解光電子分光

単層1T-NbSe2および1T-TaSe2において発見した二次元モット絶縁体相の性質およびその起源を明らかにするために、高温下やカリウム吸着による電子ドーピング下でのARPES測定、および時間分解ARPES測定を行った。その結果、これらの物質におけるモット絶縁体相が従来に比べ非常に強固であることを明らかにした。上記の結果について、国内学会において発表を行った。層状物質であるバルクのHfTe2の表面にカリウムを蒸着し、放射光を用いたARPES測定を行ったところ、電子ドーピングの効果に加えて、電子状態が大きく変調を受けていることを発見した。励起光依存性の測定や第一原理計算との比較から、蒸着したカリウム原子が層間にインターカレーションすることにより、電子構造が三次元から二次元へと変化していることを明らかにした。すなわち、層状物質へのカリウムの蒸着が、分子線エピタキシー法や化学気相成長法、剥離法に変わる新たな原子層化手法として有用であると結論した。以上の結果は米国物理学会誌Physical Review Materialsに掲載された。これまで報告されていなかった単層VTe2薄膜の作製および電子状態の解明に初めて成功した。バルクは低温で二重ジグザグ鎖構造を有する1T’’構造を最安定構造に持つ一方、単層では正八面体型1T構造が安定化することを見出した。さらに、フェルミ準位近傍の詳細な電子状態測定により、単層VTe2のフェルミ面は単層VSe2と非常に類似しており、一見するとVSe2同様ネスティングが良いように見える一方、ネスティングベクトルと逆格子ベクトルの整合性が悪いことに起因してVSe2のような電荷密度波転移を示さないことを明らかにした。これらの結果は米国物理学会誌Physical Review Bに掲載された。

为了阐明在单层1T-NBSE2和1T-TASE2中发现的二维Mott绝缘体相的特性和来源，在高温下和通过钾吸附钾的电子掺杂下进行了ARPES测量，并通过时间分辨ARPES测量进行。结果，据表明，与传统材料相比，这些材料中的莫特绝缘体阶段非常强。以上结果是在日本学术会议上提出的。将钾沉积在大量HFTE2分层材料的表面上，并使用同步加速器辐射进行ARPES测量，除了电子掺杂的效果外，电子状态得到了显着调节。与激发光依赖性测量和第一原理计算的比较表明，通过通过层之间沉积的钾原子的插入来插入，电子结构从三维变为二维变化。换句话说，可以得出结论，分层材料上钾的蒸发可作为一种新的原子分层技术，该技术被转化为分子束外延，化学蒸气沉积和去角质方法。以上结果发表在美国物理审查材料学会。这是第一次制造单层VTE2薄膜以及迄今尚未报告的电子状态的阐明是成功的。我们发现，该体积具有1T''结构，其在低温下具有双重曲折链结构，而八面体1T结构在单层中稳定。此外，在费米水平附近的详细电子状态测量结果表明，单层VTE2的费米表面与单层VSE2的Fermi表面非常相似，乍一看，嵌套似乎与VSE2一样好，但由于嵌套Vecter and Expector vector之间的一致性不佳，但并未表现出较差的VSE2，但并未显示出电荷密度波动。这些结果发表在美国物理评论学会B.

项目成果

Vortex-induced quantum metallicity in the mono-unit-layer superconductor NbSe2

• DOI: 10.1103/physrevb.99.220501
• 发表时间: 2019-06-05
• 期刊: PHYSICAL REVIEW B
• 影响因子: 3.7
• 作者: Ichinokura, Satoru;Nakata, Yuki;Hasegawa, Shuji
• 通讯作者: Hasegawa, Shuji

原子層モット絶縁体1T-NbSe2および1T-TaSe2の高分解能ARPES

原子层莫特绝缘体 1T-NbSe2 和 1T-TaSe2 的高分辨率 ARPES

• 发表时间: 2020
• 作者: 中田優樹;菅原克明;Changhua Bao;Shaohua Zhou;Pei-Yu Chuang;Cheng-Maw Cheng;高橋 隆;Ashish Chainani;Shuyun Zhou;佐藤宇史
• 通讯作者: 佐藤宇史

1T-HfTe2における次元性制御：高分解能ARPES

1T-HfTe2 中的维度控制：高分辨率 ARPES

• 发表时间: 2019
• 作者: 中田優樹;菅原克明;Ashish Chainani;山内邦彦;中山耕輔;相馬清吾;Pei-Yu Chuang;Cheng-Maw Cheng;小口多美夫;上野啓司;高橋隆;佐藤宇史
• 通讯作者: 佐藤宇史

Anisotropic band splitting in monolayer NbSe2: implications for superconductivity and charge density wave

• DOI: 10.1038/s41699-018-0057-3
• 发表时间: 2018-05
• 期刊: npj 2D Materials and Applications
• 影响因子: 9.7
• 作者: Y. Nakata;K. Sugawara;S. Ichinokura;Y. Okada;T. Hitosugi;T. Koretsune;K. Ueno;S. Hasegawa;Takashi Takahashi;Takafumi Sato

Dimensionality control of 1T-HfTe2 visualized by high-resolution ARPES

通过高分辨率 ARPES 可视化 1T-HfTe2 的维数控制

• 发表时间: 2019
• 作者: Yuki Nakata;K. Sugawara;A. Chainani;K. Yamauchi;K. Nakayama;S. Souma;P.-Y. Chuang;C.-M. Cheng;T. Oguchi;K. Ueno;T. Takahashi;T. Sato
• 通讯作者: T. Sato