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

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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。