In the poster session, we will prepare the breakout sessions for each presenter.
It does not matter if you prepare the conventional A0 sized poster, or short presentation with 7-10 slides.
Please share your screen to the audience.
If you are a student, please stay in your session at least first one hour to be reviewed for student award.
各講演者ブレークアウトセッションを用意します。
一般的なA0サイズポスターを用意しても、7-10枚程度の短いプレゼンテーションを用意しても、どちらでも構いません。
画面を共有してプレゼンテーションを行ってください。
学生の方は、学生賞審査のため少なくとも最初の一時間は講演ルームで待機してください。
Students poster
PS_S1 佐藤 優大 (東京大) /Yudai Sato (Univ. Tokyo)
「半導体基板上に形成された原子層金属薄膜の超伝導絶縁体転移に おけるステップの影響 」
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Title：半導体基板上に形成された原子層金属薄膜の超伝導絶縁体転移に
おけるステップの影響
Authors：佐藤 優大1, 土師 将裕1，吉澤 俊介2，内橋 隆2，長谷川 幸雄1
1東京大学物性研究所, 千葉県柏市柏の葉
2物質・材料研究機構, 茨城県つくば市
二次元超伝導体は、系に磁場を印加すると量子位相揺らぎが引き起こされその結果、磁場誘起の超伝導絶縁体転移(superconductor-insulator transition; SIT)が生じる。近年、結晶性の良い系での研究が進み、絶対零度近傍で量子渦糸液体相をはじめとする多くの量子相の出現が報告されている。しかしながら、SIT の先行研究は電気伝導測定など巨視的手法が中心であり、STM 等の微視的手法による研究は十分とは言えない。本講演では、Si(111)表面上の Pb 単原子層薄膜の超伝導特性の電気伝導測定および STM による結果を報告する。この系では、ステップが乱れとして機能し、ステップ密度の大きい微傾斜面では、量子渦糸液体相や擬ギャップ相が出現することが判った。
Authors：佐藤 優大1, 土師 将裕1，吉澤 俊介2，内橋 隆2，長谷川 幸雄1
1東京大学物性研究所, 千葉県柏市柏の葉
2物質・材料研究機構, 茨城県つくば市
二次元超伝導体は、系に磁場を印加すると量子位相揺らぎが引き起こされその結果、磁場誘起の超伝導絶縁体転移(superconductor-insulator transition; SIT)が生じる。近年、結晶性の良い系での研究が進み、絶対零度近傍で量子渦糸液体相をはじめとする多くの量子相の出現が報告されている。しかしながら、SIT の先行研究は電気伝導測定など巨視的手法が中心であり、STM 等の微視的手法による研究は十分とは言えない。本講演では、Si(111)表面上の Pb 単原子層薄膜の超伝導特性の電気伝導測定および STM による結果を報告する。この系では、ステップが乱れとして機能し、ステップ密度の大きい微傾斜面では、量子渦糸液体相や擬ギャップ相が出現することが判った。
PS_S2 Wan-Hsin Chen (National Yang Ming Chiao Tung University)
「Unconventional superconductivity in plumbene-based surface alloy」
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Title：Unconventional superconductivity in plumbene-based surface alloy
Authors：Wan-Hsin Chen1, Chin-Hsuan Chen2, Guan-Hao Chen1, Pratyay Amrit1, Fu-Xiang Rikudo Chen1, Pei-Jung Chen1, Chun-Kai Ku1, Chang-Tsan Lee1, Jia-Ying Li2, Wei-Chuan Chen2, Iwao Matsuda3, Chung-Yu Mou2, Chien-Te Wu1, Horng-Tay Jeng2, Shu-Jung Tang2*, Chun-Liang Lin1*
1Department of Electrophysics, National Yang Ming Chiao Tung University, Hsinchu, Taiwan.
2Department of Physics, National Tsing Hua University, Hsinchu, Taiwan.
3Institute for Solid State Physics, The University of Tokyo, Kashiwa, Chiba, Japan.
*e-mail: clin_at_nycu.edu.tw, sjtang_@_phys.nthu.edu.tw
Surface alloys, which are nearly two-dimensional (2D), have attracted considerable attention because the reduction of dimensionality can lead to various unconventional quantum phase transitions. As an element of the carbon family, lead (Pb) also has a similar structure called plumbene [1]. Considering that plumbene is the heaviest element in graphene-like materials, it is expected to show the most significant spin-orbit coupling (SOC) effect. 2D superconductivity with strong SOC has been confirmed in ultrathin Pb films on Si [2]. Theoretical redictions indicate that the tuning buckling and spin-orbit couplings in two-dimensional materials may enhance the superconducting critical temperature [3, 4]. Accordingly, it is intriguing to investigate whether superconductivity exists in another plumbene-based surface alloy.
In this work, we investigate a plumbene-based surface alloy consisting of two elements, Pb and Au. By using scanning tunneling microscopy (STM) and temperature-dependent scanning tunneling spectroscopy (STS), we found a higher critical temperature (Tc) in this plumbene-based surface alloy than the Pb. It strongly suggests that change of the Fermi surface induced by buckling and spin-orbit interaction modifies the density of states that enhances the superconducting critical temperature (Tc) in the plumbene-based surface alloy.
References:
[1] J. Yuhara et al., Adv. Mater. 31 1901017 (2019).
[2] H. Nam et al., PNAS 113 10513 (2016).
[3] B. Zhang et al., Physica E 130 114688 (2021).
[4] E. Cappelluti et al., Phys. Rev. Lett. 98 167002 (2007).
Authors：Wan-Hsin Chen1, Chin-Hsuan Chen2, Guan-Hao Chen1, Pratyay Amrit1, Fu-Xiang Rikudo Chen1, Pei-Jung Chen1, Chun-Kai Ku1, Chang-Tsan Lee1, Jia-Ying Li2, Wei-Chuan Chen2, Iwao Matsuda3, Chung-Yu Mou2, Chien-Te Wu1, Horng-Tay Jeng2, Shu-Jung Tang2*, Chun-Liang Lin1*
1Department of Electrophysics, National Yang Ming Chiao Tung University, Hsinchu, Taiwan.
2Department of Physics, National Tsing Hua University, Hsinchu, Taiwan.
3Institute for Solid State Physics, The University of Tokyo, Kashiwa, Chiba, Japan.
*e-mail: clin_at_nycu.edu.tw, sjtang_@_phys.nthu.edu.tw
Surface alloys, which are nearly two-dimensional (2D), have attracted considerable attention because the reduction of dimensionality can lead to various unconventional quantum phase transitions. As an element of the carbon family, lead (Pb) also has a similar structure called plumbene [1]. Considering that plumbene is the heaviest element in graphene-like materials, it is expected to show the most significant spin-orbit coupling (SOC) effect. 2D superconductivity with strong SOC has been confirmed in ultrathin Pb films on Si [2]. Theoretical redictions indicate that the tuning buckling and spin-orbit couplings in two-dimensional materials may enhance the superconducting critical temperature [3, 4]. Accordingly, it is intriguing to investigate whether superconductivity exists in another plumbene-based surface alloy.
In this work, we investigate a plumbene-based surface alloy consisting of two elements, Pb and Au. By using scanning tunneling microscopy (STM) and temperature-dependent scanning tunneling spectroscopy (STS), we found a higher critical temperature (Tc) in this plumbene-based surface alloy than the Pb. It strongly suggests that change of the Fermi surface induced by buckling and spin-orbit interaction modifies the density of states that enhances the superconducting critical temperature (Tc) in the plumbene-based surface alloy.
References:
[1] J. Yuhara et al., Adv. Mater. 31 1901017 (2019).
[2] H. Nam et al., PNAS 113 10513 (2016).
[3] B. Zhang et al., Physica E 130 114688 (2021).
[4] E. Cappelluti et al., Phys. Rev. Lett. 98 167002 (2007).
PS_S3 横田 健太 (北海道大, NIMS) /Kenta Yokota (Hokkaido Univ., NIMS)
「有機分子蒸着による Si(111)-(√7×√3)-In 超伝導転移温度の変化/Tuning the transition temperature of atomic-layer superconductor Si(111)-(√7×√3)-In by organic molecular deposition」
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Title：有機分子蒸着による Si(111)-(√7×√3)-In 超伝導転移温度の変化/Tuning the transition temperature of atomic-layer superconductor Si(111)-(√7×√3)-In by organic molecular deposition
Authors：横田健太/Kenta Yokota1,2 , 小林宇宏/Takahiro Kobayashi3，Wenxuan Qian1，稲垣俊輔/Shunsuke Inagaki3 , 坂本一之/Kazuyuki Sakamoto3 , 内橋隆/Takashi Uchihashi1,2
1北海道大学理学院, 北海道札幌市/Hokkaido University, Kita 8-jo, Nishi 5-chome, Kita-ku, Sapporo, Hokkaido 060-0808, Japan
2物質材料研究機構, 茨城県つくば市/National Institute for Materials Science, 1-1, Namiki, Tsukuba, Ibaraki 305-0044, Japan
3大阪大学大学院, 大阪府吹田市/Osaka University, 2-1 Yamadaoka, Suita, Osaka, Japan 565-0871, Japan
*e-mail: YOKOTA.Kenta_at_nims.go.jp
近年、グラフェンや SrTiO3 基板上の FeSe などの原子層物質の研究が、盛んに行われ ている[1]。このような低次元電子構造を有する系は、表面・界面に対して非常に敏感で あり、表面上に他物質を蒸着し、電荷移動や交換相互作用などの近接効果を利用するこ とで、物性を変化させることが可能である[2]。 本研究では、シリコン基板表面上のインジウム原子層超伝導体上に PTCDA 分子を蒸着 し、各蒸着量における超伝導転移温度(Tc)の変化を調べた。Tc は多元極限環境下（超高 真空 : ~ 2.0 × 10-11 mbar・極低温 : ~ 1.7 K）において、電子輸送測定を行うことで得た。 Si(111)-(√7×√3)-In は、Si 基板上にエピタキシャル成長した In 2 原子層による表面超構造 をもつ原子層物質であり、およそ 3 K で超伝導転移する[3]。 明確な金属的な電子バン ドが存在し、複雑な相関効果を無視して議論することができる。In 原子層上に PTCDA 分子を蒸着すると、蒸着量に応じて Tc が減少した。超伝導転移する前の抵抗値が大き く増大していることから、PTCDA は散乱体として機能し、Tc を減少させていると考え られる。また、ZnPc を蒸着し同様の実験を行うと、Tc の上昇が確認された。本結果は、 他の Pc 系の分子を蒸着した Tc 変化と比べると、明らかに大きく上昇していることが分 かった。
References:
[1] T. Uchihashi, Supercond. Sci. Technol. 30, 013002 (2017).
[2] S. Yoshizawa et al., Nano Lett. 17, 2287 (2017).
[3] T. Uchihashi et al., Phys. Rev. Lett. 107, 207001 (2011).
Authors：横田健太/Kenta Yokota1,2 , 小林宇宏/Takahiro Kobayashi3，Wenxuan Qian1，稲垣俊輔/Shunsuke Inagaki3 , 坂本一之/Kazuyuki Sakamoto3 , 内橋隆/Takashi Uchihashi1,2
1北海道大学理学院, 北海道札幌市/Hokkaido University, Kita 8-jo, Nishi 5-chome, Kita-ku, Sapporo, Hokkaido 060-0808, Japan
2物質材料研究機構, 茨城県つくば市/National Institute for Materials Science, 1-1, Namiki, Tsukuba, Ibaraki 305-0044, Japan
3大阪大学大学院, 大阪府吹田市/Osaka University, 2-1 Yamadaoka, Suita, Osaka, Japan 565-0871, Japan
*e-mail: YOKOTA.Kenta_at_nims.go.jp
近年、グラフェンや SrTiO3 基板上の FeSe などの原子層物質の研究が、盛んに行われ ている[1]。このような低次元電子構造を有する系は、表面・界面に対して非常に敏感で あり、表面上に他物質を蒸着し、電荷移動や交換相互作用などの近接効果を利用するこ とで、物性を変化させることが可能である[2]。 本研究では、シリコン基板表面上のインジウム原子層超伝導体上に PTCDA 分子を蒸着 し、各蒸着量における超伝導転移温度(Tc)の変化を調べた。Tc は多元極限環境下（超高 真空 : ~ 2.0 × 10-11 mbar・極低温 : ~ 1.7 K）において、電子輸送測定を行うことで得た。 Si(111)-(√7×√3)-In は、Si 基板上にエピタキシャル成長した In 2 原子層による表面超構造 をもつ原子層物質であり、およそ 3 K で超伝導転移する[3]。 明確な金属的な電子バン ドが存在し、複雑な相関効果を無視して議論することができる。In 原子層上に PTCDA 分子を蒸着すると、蒸着量に応じて Tc が減少した。超伝導転移する前の抵抗値が大き く増大していることから、PTCDA は散乱体として機能し、Tc を減少させていると考え られる。また、ZnPc を蒸着し同様の実験を行うと、Tc の上昇が確認された。本結果は、 他の Pc 系の分子を蒸着した Tc 変化と比べると、明らかに大きく上昇していることが分 かった。
References:
[1] T. Uchihashi, Supercond. Sci. Technol. 30, 013002 (2017).
[2] S. Yoshizawa et al., Nano Lett. 17, 2287 (2017).
[3] T. Uchihashi et al., Phys. Rev. Lett. 107, 207001 (2011).
PS_S4 Pratyay Amrit (National Yang Ming Chiao Tung University)
「Vibrational Spectra of FePc molecule deposited on Au(111) using STM-IETS at 77K」
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Title：Vibrational Spectra of FePc molecule deposited on Au(111) using STM-IETS at 77K
Authors：Pratyay Amrit1, Naoya Kawakami1, Yen-Yu Lai1, Ryuichi Arafune2, Noriaki Takagi3, Chun-LiangLin1*
1Department of Electrophysics, National Yang Ming Chiao Tung University, 1001 University Rd.,Hsinchu 300, Taiwan
2International Center for Materials Nanoarchitectonics (MANA), National Institute for Materials Science (NIMS), 1-1 Namiki, Ibaraki 304-0044, Japan
3Graduate School of Human and Environmental Studies, Kyoto University, Kyoto 606-8501
*e-mail: clin_at_nycu.edu.tw
The vibrational property of a molecule is like fingerprints of materials which is strongly correlated to the adsorption sites and adsorption configurations when the molecular films are grown on a solid surface. Inelastic electron tunneling spectroscopy with scanning tunneling microscope (STM-IETS) is a powerful technique to observe the vibrational states of atoms or molecules on solid surfaces [1]. Here we present a study of the localized vibrational property in two-dimensional (2D) lattice of self-assembled iron (II) phthalocyanine (FePc) on Au (111) by STM-IETS at 77 K. The STM image clearly illustrates the adsorption configurations of both the 1st ML and 2nd ML. The vibration of the 1st ML FePc lattice is suppressed by the Au substrate [2]. Clear IETS peaks are observed inside the terrace molecules which are electronically decoupled from the substrate while no specific feature can be obtained at the edge molecules. The effective vibrational excitation only happens while FePc molecules are fully decoupled from the substrate suggesting that the decoupling is necessary for the IETS signals at 77 K. This shows that even though the IETS peak is broadened at the high temperature, the STM-IETS is still sensitive to the adsorption configuration, and the environment of the molecule. Our current results open a possibility of vibrational studies at higher temperature with high spatial resolution.
References:
[1] B. C. Stipe et al., Science 280, 1732 (1998).
[2] N. Ohta et al., J. Phys. Chem. C 117, 21832 (2013).
Authors：Pratyay Amrit1, Naoya Kawakami1, Yen-Yu Lai1, Ryuichi Arafune2, Noriaki Takagi3, Chun-LiangLin1*
1Department of Electrophysics, National Yang Ming Chiao Tung University, 1001 University Rd.,Hsinchu 300, Taiwan
2International Center for Materials Nanoarchitectonics (MANA), National Institute for Materials Science (NIMS), 1-1 Namiki, Ibaraki 304-0044, Japan
3Graduate School of Human and Environmental Studies, Kyoto University, Kyoto 606-8501
*e-mail: clin_at_nycu.edu.tw
The vibrational property of a molecule is like fingerprints of materials which is strongly correlated to the adsorption sites and adsorption configurations when the molecular films are grown on a solid surface. Inelastic electron tunneling spectroscopy with scanning tunneling microscope (STM-IETS) is a powerful technique to observe the vibrational states of atoms or molecules on solid surfaces [1]. Here we present a study of the localized vibrational property in two-dimensional (2D) lattice of self-assembled iron (II) phthalocyanine (FePc) on Au (111) by STM-IETS at 77 K. The STM image clearly illustrates the adsorption configurations of both the 1st ML and 2nd ML. The vibration of the 1st ML FePc lattice is suppressed by the Au substrate [2]. Clear IETS peaks are observed inside the terrace molecules which are electronically decoupled from the substrate while no specific feature can be obtained at the edge molecules. The effective vibrational excitation only happens while FePc molecules are fully decoupled from the substrate suggesting that the decoupling is necessary for the IETS signals at 77 K. This shows that even though the IETS peak is broadened at the high temperature, the STM-IETS is still sensitive to the adsorption configuration, and the environment of the molecule. Our current results open a possibility of vibrational studies at higher temperature with high spatial resolution.
References:
[1] B. C. Stipe et al., Science 280, 1732 (1998).
[2] N. Ohta et al., J. Phys. Chem. C 117, 21832 (2013).
PS_S5 Wen Si(Tokyo Institute of Technology)
「Substrate-induced Broken C4 Symmetry and Gap Variation in Superconducting Monolayer FeSe/SrTiO3 – √13 × √13」
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Title：Substrate-induced Broken C4 Symmetry and Gap Variation in Superconducting Monolayer FeSe/SrTiO3 – √13 × √13
Authors：Wen Si , Tomaki Tanaka, Satoru Ichinokura, Toru Hirahara
Department of Physics, Tokyo Institute of Technology, 2-12-1, Ookayama, Meguro-ku, Tokyo 152-8551, Japan
*e-mail: tsukasa@surfnano.phys.titech.ac.jp
Monolayer iron selenide (ML FeSe) on strontium titanate (SrTiO3, STO) is a superconductor with TC over 60K [1], in which the STO substrate is said to play an essential role in the high- TC superconductivity. According to our previous research, employing different STO surface superstructures can change the electron doping level and the superconducting gap size of ML FeSe [2]. And since the Pippard’s coherence length x0 is estimated as ~ 1.2 nm from ARPES data [3], which is comparable with the size of the STO √13 × √13 unit cell (~1.4 nm), we can expect that the STO √13 × √13 atomic structure may locally influence the superconductivity of FeSe deposited on it. Thus, we performed low-temperature scanning tunneling microscopy/spectroscopy (STM/STS, T » 5K) experiments to measure the correlation between the surface structure and the electronic states and the superconductivity of ML FeSe/ STO – √13 × √13. Through the STM/STS experiments, we observed that topmost Se of MLFeSe arranged in √13 × √13 period and the C4 symmetry of the square √13 × √13 unit cell is broken to C2 symmetry. Furthermore, we found that the spatial distribution of the superconducting gap size of ML FeSe/STO is not homogeneous due to the STO.
References:
[1] Wang Qing-Yan et al., Chinese Phys. Lett. 29, 037402 (2012).
[2] Tomoaki Tanaka et al., Phys. Rev. B 101, 205421 (2020).
[3] S. Zhang et al., Phys. Rev. Lett. 122, 066802 (2019).
Authors：Wen Si , Tomaki Tanaka, Satoru Ichinokura, Toru Hirahara
Department of Physics, Tokyo Institute of Technology, 2-12-1, Ookayama, Meguro-ku, Tokyo 152-8551, Japan
*e-mail: tsukasa@surfnano.phys.titech.ac.jp
Monolayer iron selenide (ML FeSe) on strontium titanate (SrTiO3, STO) is a superconductor with TC over 60K [1], in which the STO substrate is said to play an essential role in the high- TC superconductivity. According to our previous research, employing different STO surface superstructures can change the electron doping level and the superconducting gap size of ML FeSe [2]. And since the Pippard’s coherence length x0 is estimated as ~ 1.2 nm from ARPES data [3], which is comparable with the size of the STO √13 × √13 unit cell (~1.4 nm), we can expect that the STO √13 × √13 atomic structure may locally influence the superconductivity of FeSe deposited on it. Thus, we performed low-temperature scanning tunneling microscopy/spectroscopy (STM/STS, T » 5K) experiments to measure the correlation between the surface structure and the electronic states and the superconductivity of ML FeSe/ STO – √13 × √13. Through the STM/STS experiments, we observed that topmost Se of MLFeSe arranged in √13 × √13 period and the C4 symmetry of the square √13 × √13 unit cell is broken to C2 symmetry. Furthermore, we found that the spatial distribution of the superconducting gap size of ML FeSe/STO is not homogeneous due to the STO.
References:
[1] Wang Qing-Yan et al., Chinese Phys. Lett. 29, 037402 (2012).
[2] Tomoaki Tanaka et al., Phys. Rev. B 101, 205421 (2020).
[3] S. Zhang et al., Phys. Rev. Lett. 122, 066802 (2019).
PS_S6 賀東 春人(東理大)/Haruto Gato(Tokyo Univ. Sci.)
「The effects of shear stress by AFM tip on the elastic modulus of endothelial cells」
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Title：The effects of shear stress by AFM tip on the elastic modulus
of endothelial cells
Authors：Haruto Gato1 , Kaisei Sato2, Shinya Sasaki1
1Tokyo University of Science, 6-3-1 Nizyuku, Katsushika, Tokyo, Japan
2Graduate School of Tokyo University of Science, 6-3-1 Nizyuku, Katsushika, Tokyo, Japan
*e-mail: 4518023_at_ed.tus.ac.jp
Endothelial cells (ECs) are important in the blood circulation. Deguchi has shown a possibility that physical stimulation causes vascular diseases such as arteriosclerosis by their function decline [1]. In catheterization, frictional stimulation is applied to the cells due to direct contacts by catheter. Therefore, mechanical stimulation such as friction has a possibility to change mechanical properties of ECs and cause postoperative complications. However, the effects of friction on mechanical properties of endothelial cells have not yet been investigated in detail. In this study, we performed friction tests and force curve mapping on bovine aortic endothelial cells using atomic force microscopy (AFM) to measure changes in the elastic modulus of the cell before and after friction tests. As a result, it was found that the elastic modulus increased especially in the central part of the cell, where the frictional force was high. We considered that the this was due to the removal of the soft layer on the surface of the ECs by friction.
References:
[1] Katsumi Deguchi et al, Function of vascular endothelium in hemostasis and methods for the estimate of them, Blood and Vessels, Vol. 19, No. 2 (1988), p111-121
Authors：Haruto Gato1 , Kaisei Sato2, Shinya Sasaki1
1Tokyo University of Science, 6-3-1 Nizyuku, Katsushika, Tokyo, Japan
2Graduate School of Tokyo University of Science, 6-3-1 Nizyuku, Katsushika, Tokyo, Japan
*e-mail: 4518023_at_ed.tus.ac.jp
Endothelial cells (ECs) are important in the blood circulation. Deguchi has shown a possibility that physical stimulation causes vascular diseases such as arteriosclerosis by their function decline [1]. In catheterization, frictional stimulation is applied to the cells due to direct contacts by catheter. Therefore, mechanical stimulation such as friction has a possibility to change mechanical properties of ECs and cause postoperative complications. However, the effects of friction on mechanical properties of endothelial cells have not yet been investigated in detail. In this study, we performed friction tests and force curve mapping on bovine aortic endothelial cells using atomic force microscopy (AFM) to measure changes in the elastic modulus of the cell before and after friction tests. As a result, it was found that the elastic modulus increased especially in the central part of the cell, where the frictional force was high. We considered that the this was due to the removal of the soft layer on the surface of the ECs by friction.
References:
[1] Katsumi Deguchi et al, Function of vascular endothelium in hemostasis and methods for the estimate of them, Blood and Vessels, Vol. 19, No. 2 (1988), p111-121
PS_S7 金庚民 (大阪大)
「ステップテラス構造を有する TiO2基板上 VO2薄膜の 金属–絶縁体相転移における結晶方位依存性」
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Title：ステップテラス構造を有する TiO2基板上 VO2薄膜の 金属–絶縁体相転移における結晶方位依存性
金庚民1* , 玄地真悟2 , 山崎詩郎3 , 田中秀和2 , 阿部真之1
1大阪大学基礎工学研究科, 大阪府豊中市待兼山町
2大阪大学産業科学研究所, 大阪府茨木市美穂ヶ丘
3東京工業大学理学院物理学系, 神奈川県横浜市緑区
*e-mail: 4518023_at_ed.tus.ac.jp
VO2 薄膜は室温近傍で数桁の抵抗変化を伴う金属–絶縁体相転移(metal–insulator transition: MIT)を示し、相転移温度(Tc)等の MIT 特性は格子歪みに強く依存する[1]。原 子レベルで表面構造が制御されたステップ基板上では、高品質薄膜の成長が期待できる。 そこで、歪みに敏感な VO2 薄膜をステップ基板上に成長させ、高品質な VO2 薄膜が実現 すれば、格子歪みに敏感な Tc 等の MIT 特性を制御する新手法となりうる。 本研究では TiO2(110)ステップ基板上に VO2 薄膜を成長させ、AFM・XRD による表面 構造・結晶性の評価を行い、面内の電気伝導方向が c 軸に対してほぼ平行/垂直方向にな るようそれぞれマイクロ細線加工を施し、MIT 特性を調べた。その結果、ステップテラ ス構造を持たない基板と比較して、ステップテラス構造を持つ基板の利用により、MIT 特性の面内異方性が 7 K から 20 K へと増大することを発見した。本研究はステップテラ ス構造によって MIT の異方性を引き出した初めての報告例であり、ステップ基板の利用 が VO2 薄膜の MIT 特性制御の新たなアプローチになることを示唆する[2]。
References:
[1] Y. Muraoka et al., J. Phys. Chem. Solids 63, 965 (2002).
[2] K. Kim et al., Appl. Phys. Express 15, 045503 (2022).
金庚民1* , 玄地真悟2 , 山崎詩郎3 , 田中秀和2 , 阿部真之1
1大阪大学基礎工学研究科, 大阪府豊中市待兼山町
2大阪大学産業科学研究所, 大阪府茨木市美穂ヶ丘
3東京工業大学理学院物理学系, 神奈川県横浜市緑区
*e-mail: 4518023_at_ed.tus.ac.jp
VO2 薄膜は室温近傍で数桁の抵抗変化を伴う金属–絶縁体相転移(metal–insulator transition: MIT)を示し、相転移温度(Tc)等の MIT 特性は格子歪みに強く依存する[1]。原 子レベルで表面構造が制御されたステップ基板上では、高品質薄膜の成長が期待できる。 そこで、歪みに敏感な VO2 薄膜をステップ基板上に成長させ、高品質な VO2 薄膜が実現 すれば、格子歪みに敏感な Tc 等の MIT 特性を制御する新手法となりうる。 本研究では TiO2(110)ステップ基板上に VO2 薄膜を成長させ、AFM・XRD による表面 構造・結晶性の評価を行い、面内の電気伝導方向が c 軸に対してほぼ平行/垂直方向にな るようそれぞれマイクロ細線加工を施し、MIT 特性を調べた。その結果、ステップテラ ス構造を持たない基板と比較して、ステップテラス構造を持つ基板の利用により、MIT 特性の面内異方性が 7 K から 20 K へと増大することを発見した。本研究はステップテラ ス構造によって MIT の異方性を引き出した初めての報告例であり、ステップ基板の利用 が VO2 薄膜の MIT 特性制御の新たなアプローチになることを示唆する[2]。
References:
[1] Y. Muraoka et al., J. Phys. Chem. Solids 63, 965 (2002).
[2] K. Kim et al., Appl. Phys. Express 15, 045503 (2022).
PS_S8 三坂 朝基(大阪大)/Tomoki Misaka(Osaka Univ.)
「金微粒子/TiO2界面におけるプラズモン誘起電荷分離の EFM,KPFM 測定/EFM, KPFM measurement of plasmon-induced charge separation on Au nano-particle/ TiO2 interface」
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Title：金微粒子/TiO2界面におけるプラズモン誘起電荷分離の EFM,KPFM 測定/EFM, KPFM measurement of plasmon-induced charge separation on Au nano-particle/ TiO2 interface
Authors：三坂朝基/Tomoki Misaka, 梶本健太郎/Kentaro Kajimoto, 大山浩/Hiroshi Ohyama, 松本卓也/Takuya Matsumoto
大阪大学理学研究科化学専攻, 大阪府豊中市/ Department of Chemistry Graduate school of Science, Osaka University, Machikaneyama 1-1 Toyonaka, Osaka 560-0043, Japan
*e-mail: misakat18_at_chem.sci.osaka-u.ac.jp
局在表面プラズモン共鳴によって生じたホットキャリアを金属／半導体接合界面の ショットキー障壁を用いて分離するプラズモン誘起電荷分離(PICS)は、化学反応への利 用など様々な応用研究が行われている。一方で分離された電荷の寿命については光電流 や化学反応を用いた間接的な見積もりしか行われていない。 本発表では、金微粒子(AuNP)/TiO2 界面における PICS で分離した電荷のダイナミクス を静電気力として直接観察するために、静電気力顕微鏡(EFM)とケルビンプローブフォ ース顕微鏡法(KPFM)による測定を行った結果について報告する。 レーザーを照射すると AuNP が正に帯電することが KPFM 測定によりわかった。これ は生じたホットエレクトロンが半導体に移動し、AuNP にホールが残された結果だと考 えることができる。また照射していたレーザーを切った直後から、AuNP 上の電荷は 100 ms オーダーの寿命で減衰していくことが EFM 測定により示唆された。
Authors：三坂朝基/Tomoki Misaka, 梶本健太郎/Kentaro Kajimoto, 大山浩/Hiroshi Ohyama, 松本卓也/Takuya Matsumoto
大阪大学理学研究科化学専攻, 大阪府豊中市/ Department of Chemistry Graduate school of Science, Osaka University, Machikaneyama 1-1 Toyonaka, Osaka 560-0043, Japan
*e-mail: misakat18_at_chem.sci.osaka-u.ac.jp
局在表面プラズモン共鳴によって生じたホットキャリアを金属／半導体接合界面の ショットキー障壁を用いて分離するプラズモン誘起電荷分離(PICS)は、化学反応への利 用など様々な応用研究が行われている。一方で分離された電荷の寿命については光電流 や化学反応を用いた間接的な見積もりしか行われていない。 本発表では、金微粒子(AuNP)/TiO2 界面における PICS で分離した電荷のダイナミクス を静電気力として直接観察するために、静電気力顕微鏡(EFM)とケルビンプローブフォ ース顕微鏡法(KPFM)による測定を行った結果について報告する。 レーザーを照射すると AuNP が正に帯電することが KPFM 測定によりわかった。これ は生じたホットエレクトロンが半導体に移動し、AuNP にホールが残された結果だと考 えることができる。また照射していたレーザーを切った直後から、AuNP 上の電荷は 100 ms オーダーの寿命で減衰していくことが EFM 測定により示唆された。
PS_S9 野田かさね(北陸先端大)/Kasane Noda(JAIST)
「液中で動作する走査ダイヤモンド NV 中心プローブ顕微鏡の開発/Development of a scanning diamond NV-center probe microscope operating in liquid」
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Title：液中で動作する走査ダイヤモンド NV 中心プローブ顕微鏡の開発/Development of a scanning diamond NV-center probe microscope operating in liquid
Authors： 野田かさね/Kasane Noda1* , 舘岡千椰佳/Chiyaka Tachioka1 , 貝沼雄太/Yuta Kainuma1 , 林都隆/Kunitaka Hayashi1 , 金 聖祐/Seong-Woo Kim2 , 小山 浩司/Koji Koyama2 , 安東秀/Toshu An1
1北陸先端科学技術大学院大学/ Japan Advanced Institute of Science and Technology, Asahidai 1-1, Nomi, Ishikawa 923-1211, Japan
2アダマンド並木精密宝石株式会社/Adamant Namiki Precision Jewel Co., Ltd. 3-8-22 Shinden, Adachi-ku, Tokyo 123-8511, Japan
*e-mail: s2010145_at_jaist.ac.jp
近年、核磁気共鳴(NMR: Nuclear Magnetic Resonance)の手法を用いて核スピンを標的と したバイオセンシングが発展している。しかし、通常の NMR は 1H スピン偏極率が極端 に低く、解析対象が小さい分子量に限定される。また、試料量も mg 以上必要となる。 現在、ダイヤモンド中の NV(Nitrogen-Vacancy)中心を用いたバイオセンシングが期待 されている。これは、NV 中心の磁気共鳴が室温下で液中および大気中で光学的に検出 できるためである(ODMR (Optically Detected Magnetic Resonance)) [1]。先行研究では、単 一の NV 中心をプローブとした AFM(Atomic Force Microscope)が開発され、その磁場空 間分解能は 5 nm, AC 磁場感度は 170 nT/Hz1/2 である[2]。さらに、ダイヤモンド基板の表 面から 13 μm の間に NV 中心を形成させて、プロトンを有する分子を含む溶媒を表面 に配置して NMR 計測し、ピコリットル程のサンプルから 10 pmol/Hz1/2 の感度でプロト ンが計測された[3]。 本研究では、NV 中心を表面付近に含有した マイクロダイヤモンドをプローブとする 走査 NV 中心プローブ顕微鏡と液中観察が可能なサンプルホルダーを開発し、将来的に NV-NMR によるバイオイメージングの実現を目指す。タングステン線プローブ (直径 100 µm, 先端を電解研磨, 長さ 4−5 mm)を取り付けた音叉型水晶振動子 AFM で大気中お よび 1M 塩化カリウム(KCl)水溶液に浸した後の水晶振動子の共振周波数スペクトルを 得た。Q 値は大気中で 651 、KCl 水溶液中では 236 を維持した。次に、タングステン 線プローブにより大気中と KCl 水溶液中で CD (Compact Disk) 表面を AFM 走査して トポグラフ像を得た。走査ダイヤモンド NV 中心プローブは、イオン注入法により複数 の NV 中心を形成させたダイヤ モンドピラーを用いる。これをタングステン線プロー ブの先端にエポキシ系接着剤により接着した。さらに、この走査 NV 中心プローブによ る CD 表面のトポグラフ像を得た。その後、KCl 水溶液中で蛍光画像および ODMR を 計測した。
References:
[1] R.Schirhagl, et al. Annu. Rev. Phys. Chem. 2014. 65:83-105
[2] P. Maletinsky, et al. Nat. Nanotechnol. 7, 320 (2012)
[3] D. B. Bucher, et al. Phys. Rev. X 10, 021053 (2020)
Authors： 野田かさね/Kasane Noda1* , 舘岡千椰佳/Chiyaka Tachioka1 , 貝沼雄太/Yuta Kainuma1 , 林都隆/Kunitaka Hayashi1 , 金 聖祐/Seong-Woo Kim2 , 小山 浩司/Koji Koyama2 , 安東秀/Toshu An1
1北陸先端科学技術大学院大学/ Japan Advanced Institute of Science and Technology, Asahidai 1-1, Nomi, Ishikawa 923-1211, Japan
2アダマンド並木精密宝石株式会社/Adamant Namiki Precision Jewel Co., Ltd. 3-8-22 Shinden, Adachi-ku, Tokyo 123-8511, Japan
*e-mail: s2010145_at_jaist.ac.jp
近年、核磁気共鳴(NMR: Nuclear Magnetic Resonance)の手法を用いて核スピンを標的と したバイオセンシングが発展している。しかし、通常の NMR は 1H スピン偏極率が極端 に低く、解析対象が小さい分子量に限定される。また、試料量も mg 以上必要となる。 現在、ダイヤモンド中の NV(Nitrogen-Vacancy)中心を用いたバイオセンシングが期待 されている。これは、NV 中心の磁気共鳴が室温下で液中および大気中で光学的に検出 できるためである(ODMR (Optically Detected Magnetic Resonance)) [1]。先行研究では、単 一の NV 中心をプローブとした AFM(Atomic Force Microscope)が開発され、その磁場空 間分解能は 5 nm, AC 磁場感度は 170 nT/Hz1/2 である[2]。さらに、ダイヤモンド基板の表 面から 13 μm の間に NV 中心を形成させて、プロトンを有する分子を含む溶媒を表面 に配置して NMR 計測し、ピコリットル程のサンプルから 10 pmol/Hz1/2 の感度でプロト ンが計測された[3]。 本研究では、NV 中心を表面付近に含有した マイクロダイヤモンドをプローブとする 走査 NV 中心プローブ顕微鏡と液中観察が可能なサンプルホルダーを開発し、将来的に NV-NMR によるバイオイメージングの実現を目指す。タングステン線プローブ (直径 100 µm, 先端を電解研磨, 長さ 4−5 mm)を取り付けた音叉型水晶振動子 AFM で大気中お よび 1M 塩化カリウム(KCl)水溶液に浸した後の水晶振動子の共振周波数スペクトルを 得た。Q 値は大気中で 651 、KCl 水溶液中では 236 を維持した。次に、タングステン 線プローブにより大気中と KCl 水溶液中で CD (Compact Disk) 表面を AFM 走査して トポグラフ像を得た。走査ダイヤモンド NV 中心プローブは、イオン注入法により複数 の NV 中心を形成させたダイヤ モンドピラーを用いる。これをタングステン線プロー ブの先端にエポキシ系接着剤により接着した。さらに、この走査 NV 中心プローブによ る CD 表面のトポグラフ像を得た。その後、KCl 水溶液中で蛍光画像および ODMR を 計測した。
References:
[1] R.Schirhagl, et al. Annu. Rev. Phys. Chem. 2014. 65:83-105
[2] P. Maletinsky, et al. Nat. Nanotechnol. 7, 320 (2012)
[3] D. B. Bucher, et al. Phys. Rev. X 10, 021053 (2020)
PS_S10 劉 佳明(北陸先端大)/Jiaming Liu(JAIST)
「水晶振動子を組み込んだ TEM 法による金ナノコンタクト臨界せ ん断応力の計測/Critical shear stress of gold nanocontact measured by TEM combined with a quartz resonator」
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Title：水晶振動子を組み込んだ TEM 法による金ナノコンタクト臨界せ ん断応力の計測/Critical shear stress of gold nanocontact measured by TEM combined with a quartz resonator
Authors： 劉 佳明/Jiaming Liu1*，張 家奇/Jiaqi Zhang1，新井 豊子Toyoko Arai2，富取 正彦/Masahiko Tomitori1，大島 義文/Yoshifumi Oshima1
1北陸先端科学技術大学院大学、石川県能美市/ Japan Adv. Inst. Sci. & Technol., Nomi, Ishikawa 923-1292, Japan
2金沢大学、石川県金沢市/Kanazawa Univ., Kanazawa, Ishikawa 920-1192, Japan 123-4567, Japan.
*e-mail: sliujm_at_jaist.ac.jp
臨界せん断応力（CSS）は、ある結晶面が滑るのに必要な応力であり、材料強度を理 解する上で重要な量である。本研究では、開発した長辺振動水晶振動子(LER)を取り付 けた透過型電子顕微鏡ホルダーを用い、[110]・[111] 方位を軸とした金ナノ接点のその 場 TEM 観察を行った。金ナノ接点の等価バネ定数やエネルギー散逸の LER 振幅依存性 を測定することで、[110]と[111]方向のナノ接点の降伏応力がそれぞれ 2.0±0.1 GPa、3.0 ±0.1 GPa と見積もった。降伏応力との幾何学的関係から、臨界せん断応力は 0.94± 0.1GPa となる[1]。理論値 0.92 GPa(G/30) は、妥当な値であると言える。
References:
[1] J. Liu et al, Applied Physics Express. 14, 075006 (2021).
Authors： 劉 佳明/Jiaming Liu1*，張 家奇/Jiaqi Zhang1，新井 豊子Toyoko Arai2，富取 正彦/Masahiko Tomitori1，大島 義文/Yoshifumi Oshima1
1北陸先端科学技術大学院大学、石川県能美市/ Japan Adv. Inst. Sci. & Technol., Nomi, Ishikawa 923-1292, Japan
2金沢大学、石川県金沢市/Kanazawa Univ., Kanazawa, Ishikawa 920-1192, Japan 123-4567, Japan.
*e-mail: sliujm_at_jaist.ac.jp
臨界せん断応力（CSS）は、ある結晶面が滑るのに必要な応力であり、材料強度を理 解する上で重要な量である。本研究では、開発した長辺振動水晶振動子(LER)を取り付 けた透過型電子顕微鏡ホルダーを用い、[110]・[111] 方位を軸とした金ナノ接点のその 場 TEM 観察を行った。金ナノ接点の等価バネ定数やエネルギー散逸の LER 振幅依存性 を測定することで、[110]と[111]方向のナノ接点の降伏応力がそれぞれ 2.0±0.1 GPa、3.0 ±0.1 GPa と見積もった。降伏応力との幾何学的関係から、臨界せん断応力は 0.94± 0.1GPa となる[1]。理論値 0.92 GPa(G/30) は、妥当な値であると言える。
References:
[1] J. Liu et al, Applied Physics Express. 14, 075006 (2021).
Contributed Paper
PS_1 Christopher J. Butler(RIKEN CEMS)
「STM observation of electronic nematicity within Landau levels at the ZrSiS surface」
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Title：STM observation of electronic nematicity within Landau levels at the ZrSiS surface
Authors：C. J. Butler1* , M. Murase2 , T. Hanaguri1 and T. Sasagawa2
1RIKEN, Center for Emergent Matter Science (CEMS), Wako, Saitama 351-0198, Japan
2Laboratory for Materials and Structures, Tokyo Institute of Technology, Kanagawa, 226-8503, Japan
*e-mail: christopher.butler_at_riken.jp
ZrSiS has an unusual “floating” two-dimensional surface band that forms where the bulk nonsymmorphic symmetry breaks down [1]. Here we report low temperature STM measurements at the ZrSiS surface, where we see the floating surface bands undergo Landau quantization in applied magnetic fields. Intriguingly, spectroscopic imaging measurements show that each Landau level exhibits a lifting of degeneracy with an accompanying breaking of symmetry, from the expected C4 symmetry to a pair of C2-symmetric components with an energy splitting of ~800 µeV. The C2 symmetry manifests as a pair of apparent bond-order striped patterns in the intra-unit-cell resolved density of states, and also in C2-symmetric quasiparticle interference patterns. The splitting is shown to be insensitive to magnetic field, ruling out the Zeeman effect. The mechanisms underlying the apparent nematic instability of the floating surface band, including possible strain effects [2] and the role of Landau levels, will be discussed.
References:
[1] A. Topp, et al., Phys. Rev. X 7, 041073 (2017).
[2] B. E. Feldman, et al., Science 354, 316-321 (2016).
Authors：C. J. Butler1* , M. Murase2 , T. Hanaguri1 and T. Sasagawa2
1RIKEN, Center for Emergent Matter Science (CEMS), Wako, Saitama 351-0198, Japan
2Laboratory for Materials and Structures, Tokyo Institute of Technology, Kanagawa, 226-8503, Japan
*e-mail: christopher.butler_at_riken.jp
ZrSiS has an unusual “floating” two-dimensional surface band that forms where the bulk nonsymmorphic symmetry breaks down [1]. Here we report low temperature STM measurements at the ZrSiS surface, where we see the floating surface bands undergo Landau quantization in applied magnetic fields. Intriguingly, spectroscopic imaging measurements show that each Landau level exhibits a lifting of degeneracy with an accompanying breaking of symmetry, from the expected C4 symmetry to a pair of C2-symmetric components with an energy splitting of ~800 µeV. The C2 symmetry manifests as a pair of apparent bond-order striped patterns in the intra-unit-cell resolved density of states, and also in C2-symmetric quasiparticle interference patterns. The splitting is shown to be insensitive to magnetic field, ruling out the Zeeman effect. The mechanisms underlying the apparent nematic instability of the floating surface band, including possible strain effects [2] and the role of Landau levels, will be discussed.
References:
[1] A. Topp, et al., Phys. Rev. X 7, 041073 (2017).
[2] B. E. Feldman, et al., Science 354, 316-321 (2016).
PS_2 成塚政裕(理研)/ Masahiro Naritsuka(RIKEN CEMS)
「スピン軌道相互作用によって磁場制御された Sr3Ru2O7における ネマティシティ/ Field-controlled nematicity due to spin-orbit coupling in Sr3Ru2O7 」
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Title：スピン軌道相互作用によって磁場制御された Sr3Ru2O7における ネマティシティ/ Field-controlled nematicity due to spin-orbit coupling in Sr3Ru2O7
Authors：Masahiro Naritsuka/成塚政裕1,3* , Izidor Benedičič1 , Luke C. Rhodes1 , Carolina A. Marques1 , Christopher Trainer1 , Zhiwei Li2 , Alexander C. Komarek2 , Andrew P. Mackenzie2,1 , and Peter Wahl1
1SUPA, School of Physics and Astronomy, University of St Andrews, North Haugh, St Andrews, Fife, KY16 9SS, United Kingdom
2Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids, Nöthnitzer Straße 40, 01187 Dresden, Germany
3理化学研究所創発物性科学研究センター, 埼玉県和光市/RIKEN, Center for Emergent Matter Science (CEMS), Wako, Saitama 351-0198, Japan
*e-mail: masahiro.naritsuka_at_riken.jp
電子ネマティシティは、結晶格子のゆがみからは説明できないほど電子状態が異方的 になる現象であるが、その起源は依然として解明されていない。様々な強相関電子系物 質にみられる電子ネマティシティの中で、高品質な Sr3Ru2O7 単結晶では、磁場下のみ 電子ネマティシティが安定化するとされ興味を持たれてきた[1]。最近、中性子散乱によ って電子ネマチック相内で磁気秩序の証拠が得られ、磁場方向によって起きる Lifshitz 転移によって電子ネマティシティが説明できる可能性が指摘された[2, 3]。しかしながら、 磁場下の詳細な電子状態の情報は不十分であり、この系における電子ネマティシティの 理解には、電子状態の回転対称性の破れの直接的な観察や、低エネルギーの電子状態に 対する面内磁場の効果の情報が求められていた。本研究では、非常に高品質な Sr3Ru2O7 単結晶試料に対しベクトル磁場下において低温走査トンネル顕微鏡(STM) 測定並びに 準粒子干渉効果(QPI)測定を行った。その結果、ゼロ磁場においてバルクとは方向の異な る２回対称な散乱が観測された。また、面内磁場印加下で、バルクと同じ方向の回転対 称性の破れも観察された。これらの２つの電子ネマティシティは本研究で初めて直接的 に観察されたものであり、その起源はスピン偏極した表面に対し外部磁場がスピン軌道 相互作用を通して影響を与える描像によって理解できることを提案する[4]。
References:
[1] R. A. Borzi et al., Science 315, 214 (2007).
[2] C. Lester et al., Nat. Mater. 14, 373 (2015).
[3] D. V. Efremov et al., Phys. Rev. Lett. 123, 207202 (2019).
[4] C. A. Marques et al., arXiv:2202.12351 (2022), M. Naritsuka et al., unpublished.
Authors：Masahiro Naritsuka/成塚政裕1,3* , Izidor Benedičič1 , Luke C. Rhodes1 , Carolina A. Marques1 , Christopher Trainer1 , Zhiwei Li2 , Alexander C. Komarek2 , Andrew P. Mackenzie2,1 , and Peter Wahl1
1SUPA, School of Physics and Astronomy, University of St Andrews, North Haugh, St Andrews, Fife, KY16 9SS, United Kingdom
2Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids, Nöthnitzer Straße 40, 01187 Dresden, Germany
3理化学研究所創発物性科学研究センター, 埼玉県和光市/RIKEN, Center for Emergent Matter Science (CEMS), Wako, Saitama 351-0198, Japan
*e-mail: masahiro.naritsuka_at_riken.jp
電子ネマティシティは、結晶格子のゆがみからは説明できないほど電子状態が異方的 になる現象であるが、その起源は依然として解明されていない。様々な強相関電子系物 質にみられる電子ネマティシティの中で、高品質な Sr3Ru2O7 単結晶では、磁場下のみ 電子ネマティシティが安定化するとされ興味を持たれてきた[1]。最近、中性子散乱によ って電子ネマチック相内で磁気秩序の証拠が得られ、磁場方向によって起きる Lifshitz 転移によって電子ネマティシティが説明できる可能性が指摘された[2, 3]。しかしながら、 磁場下の詳細な電子状態の情報は不十分であり、この系における電子ネマティシティの 理解には、電子状態の回転対称性の破れの直接的な観察や、低エネルギーの電子状態に 対する面内磁場の効果の情報が求められていた。本研究では、非常に高品質な Sr3Ru2O7 単結晶試料に対しベクトル磁場下において低温走査トンネル顕微鏡(STM) 測定並びに 準粒子干渉効果(QPI)測定を行った。その結果、ゼロ磁場においてバルクとは方向の異な る２回対称な散乱が観測された。また、面内磁場印加下で、バルクと同じ方向の回転対 称性の破れも観察された。これらの２つの電子ネマティシティは本研究で初めて直接的 に観察されたものであり、その起源はスピン偏極した表面に対し外部磁場がスピン軌道 相互作用を通して影響を与える描像によって理解できることを提案する[4]。
References:
[1] R. A. Borzi et al., Science 315, 214 (2007).
[2] C. Lester et al., Nat. Mater. 14, 373 (2015).
[3] D. V. Efremov et al., Phys. Rev. Lett. 123, 207202 (2019).
[4] C. A. Marques et al., arXiv:2202.12351 (2022), M. Naritsuka et al., unpublished.
PS_3 浜田雅之(東京大)/Masayuki Hamada(Univ. Tokyo)
「走査トンネルポテンショメトリーによる表面電気伝導評価 」
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Title：走査トンネルポテンショメトリーによる表面電気伝導評価
Authors：浜田雅之* , 長谷川幸雄
東京大学物性研究所, 千葉県柏市柏の葉５−１−５
走査トンネルポテンショメトリー(STP)は、STM をベースとした手法で、試料表面に 電流が流れている状態での電位分布を nm スケールの空間分解能・μV レベルの電位分 解能で描き出すことができる手法である。我々は、超高真空対応の装置開発[1, 2]を進め、 室温で Si(111)-(7×7)での電位分布測定に成功し、位相境界での電位変化の存在を初めて 明らかにした[3]。次の段階として、電子局在・閉じ込め効果等の量子現象が、電気伝導 特性に現れると期待される低温下での測定に向けて開発を進めている。
References:
[1] M. Hamada and Y. Hasegawa: Jpn. J. Appl. Phys. 51 (2012) 125202.
[2] 浜田雅之・長谷川幸雄：表面と真空 63 巻, 8 号, pp.431-436 (2020)
[3] M. Hamada and Y. Hasegawa: Phys. Rev. B 99, 125402 (2019).
Authors：浜田雅之* , 長谷川幸雄
東京大学物性研究所, 千葉県柏市柏の葉５−１−５
走査トンネルポテンショメトリー(STP)は、STM をベースとした手法で、試料表面に 電流が流れている状態での電位分布を nm スケールの空間分解能・μV レベルの電位分 解能で描き出すことができる手法である。我々は、超高真空対応の装置開発[1, 2]を進め、 室温で Si(111)-(7×7)での電位分布測定に成功し、位相境界での電位変化の存在を初めて 明らかにした[3]。次の段階として、電子局在・閉じ込め効果等の量子現象が、電気伝導 特性に現れると期待される低温下での測定に向けて開発を進めている。
References:
[1] M. Hamada and Y. Hasegawa: Jpn. J. Appl. Phys. 51 (2012) 125202.
[2] 浜田雅之・長谷川幸雄：表面と真空 63 巻, 8 号, pp.431-436 (2020)
[3] M. Hamada and Y. Hasegawa: Phys. Rev. B 99, 125402 (2019).
PS_4 吉澤 俊介(物材機構)/ Shunsuke Yoshizawa(NIMS)
「Domain structure of charge density wave in 2H-NbSe2 revealed by scanning tunneling microscopy」
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Title：Domain structure of charge density wave in 2H-NbSe2 revealed by scanning tunneling microscopy
Authors：Shunsuke Yoshizawa1* , Keisuke Sagisaka1 , Hideaki Sakata2
1Research Center for Advanced Measurement and Characterization, National Institute for Materials Science, Sengen, Tsukuba, Ibaraki 305-0047, Japan 2Department of Physics, Tokyo University of Science, Shinjuku, Tokyo 162-8601, Japan
*e-mail: YOSHIZAWA.Shunsuke_at_nims.go.jp
2H-NbSe2 undergoes a charge density wave (CDW) transition at about 30 K with an incommensurate periodicity close to 3 × 3. A recent scanning tunneling microscopy (STM) study revealed that the CDW locally has two types of 3×3 commensurate structures [1], but the spatial structure of the commensurate domains is not fully understood. Here, we use the Lawler-Fujita method [2] to visualize the domain structure precisely from atomic-resolution STM images. We find that the domain structure can be understood based on the Landau theory [3] as a situation where two out of the three possible CDW structures are degenerate.
References:
[1] G. Gye et al. Phys. Rev. Lett. 122, 016403 (2019).
[2] M. J. Lawler, K. Fujita et al. Nature 466, 347 (2010).
[3] K. Nakanishi, and H. Shiba, J. Phys. Soc. Jpn. 52, 1278 (1983).
Authors：Shunsuke Yoshizawa1* , Keisuke Sagisaka1 , Hideaki Sakata2
1Research Center for Advanced Measurement and Characterization, National Institute for Materials Science, Sengen, Tsukuba, Ibaraki 305-0047, Japan 2Department of Physics, Tokyo University of Science, Shinjuku, Tokyo 162-8601, Japan
*e-mail: YOSHIZAWA.Shunsuke_at_nims.go.jp
2H-NbSe2 undergoes a charge density wave (CDW) transition at about 30 K with an incommensurate periodicity close to 3 × 3. A recent scanning tunneling microscopy (STM) study revealed that the CDW locally has two types of 3×3 commensurate structures [1], but the spatial structure of the commensurate domains is not fully understood. Here, we use the Lawler-Fujita method [2] to visualize the domain structure precisely from atomic-resolution STM images. We find that the domain structure can be understood based on the Landau theory [3] as a situation where two out of the three possible CDW structures are degenerate.
References:
[1] G. Gye et al. Phys. Rev. Lett. 122, 016403 (2019).
[2] M. J. Lawler, K. Fujita et al. Nature 466, 347 (2010).
[3] K. Nakanishi, and H. Shiba, J. Phys. Soc. Jpn. 52, 1278 (1983).
PS_5 町田 理(理研)/ Tadashi Machida(RIKEN CEMS)
「 Zeeman effects on Yu-Shiba-Rusinov states 」
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Title：Zeeman effects on Yu-Shiba-Rusinov states
Authors：Tadashi Machida1,2* , Yuki Nagai3,4 , Tetsuo Hanaguri1
1RIKEN Center for Emergent Matter Science (CEMS), Wako, Saitama 351-0198, Japan
2Precursory Research for Embryonic Science and Technology (PRESTO), Japan Science and Technology Agency (JST), Tokyo 102-0076, Japan
3Center for Computational Science and e-System (CCSE) Japan Atomic Energy Agency, Kashiwa 277-0871, Japan
4RIKEN Center for Advances Intelligence Project (AIP), Tokyo 103-0027, Japan
*e-mail: tadashi.machida_at_riken.jp
A magnetic impurity in a superconductor locally disrupts the superconductivity due to the exchange interaction between the impurity spin and an itinerant electron, forming so-called Yu-Shiba-Russinov (YSR) bound states in the superconducting gap. Upon increasing the exchange interaction, the YSR state undergoes a quantum phase transition from the spin-doublet to the singlet ground states [1,2]. We demonstrate that these two ground states exhibit distinct Zeeman effects in a magnetic field. By using ultra-low temperature STM [3], we investigated a tunneling junction between Cu(111) surface and a superconducting niobium tip decorated by a single Fe atom. Depending on the condition of the Fe adsorbate, the YSR state either splits or shifts, signifying the singlet or doublet ground states, respectively. These findings make it possible to discriminate the two different YSR states and pave the way for high-resolution spin-polarized spectroscopy [4] and quantum computations [5].
References:
[1] T. Matsuura, Prog. Theor. Phys., 57, 1823 (1977).
[2] K. Satori, et al, J. Phys. Soc. Jpn. 61, 3239 (1992).
[3] T. Machida, et al, Rev. Sci. Instrum. 89, 093707 (2018).
[4] L. Schneider, et al, Sci. Adv. 7, eabd7302 (2021).
[5] A. Mishra, et al, Phys. Rev. X QUANTUM 2, 040347 (2022)
Authors：Tadashi Machida1,2* , Yuki Nagai3,4 , Tetsuo Hanaguri1
1RIKEN Center for Emergent Matter Science (CEMS), Wako, Saitama 351-0198, Japan
2Precursory Research for Embryonic Science and Technology (PRESTO), Japan Science and Technology Agency (JST), Tokyo 102-0076, Japan
3Center for Computational Science and e-System (CCSE) Japan Atomic Energy Agency, Kashiwa 277-0871, Japan
4RIKEN Center for Advances Intelligence Project (AIP), Tokyo 103-0027, Japan
*e-mail: tadashi.machida_at_riken.jp
A magnetic impurity in a superconductor locally disrupts the superconductivity due to the exchange interaction between the impurity spin and an itinerant electron, forming so-called Yu-Shiba-Russinov (YSR) bound states in the superconducting gap. Upon increasing the exchange interaction, the YSR state undergoes a quantum phase transition from the spin-doublet to the singlet ground states [1,2]. We demonstrate that these two ground states exhibit distinct Zeeman effects in a magnetic field. By using ultra-low temperature STM [3], we investigated a tunneling junction between Cu(111) surface and a superconducting niobium tip decorated by a single Fe atom. Depending on the condition of the Fe adsorbate, the YSR state either splits or shifts, signifying the singlet or doublet ground states, respectively. These findings make it possible to discriminate the two different YSR states and pave the way for high-resolution spin-polarized spectroscopy [4] and quantum computations [5].
References:
[1] T. Matsuura, Prog. Theor. Phys., 57, 1823 (1977).
[2] K. Satori, et al, J. Phys. Soc. Jpn. 61, 3239 (1992).
[3] T. Machida, et al, Rev. Sci. Instrum. 89, 093707 (2018).
[4] L. Schneider, et al, Sci. Adv. 7, eabd7302 (2021).
[5] A. Mishra, et al, Phys. Rev. X QUANTUM 2, 040347 (2022)
PS_6 林都隆(北陸先端大)/Kunitaka Hayashi(JAIST)
「磁気イメージングのための斜入射型共焦点 走査ダイヤモンド NV 中心プローブの開発 /Development scanning diamond NV center probe with oblique light incidence for magnetic imaging」
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Title：磁気イメージングのための斜入射型共焦点 走査ダイヤモンド NV 中心プローブの開発 /Development scanning diamond NV center probe with oblique light incidence for magnetic imaging
Authors：林都隆/Kunitaka Hayashi1* , 出口碧唯/Aoi Ideguchi1 , Zhang Siyue1 , 貝沼雄太/Yuta Kainuma1 , 金聖祐/Seong-Woo Kim2 , 小山浩司/Koji Koyama2 , 赤堀 誠志/Masashi Akabori1 , 安 東秀/Toshu An1
1R北陸先端科学技術大学院大学, 石川県能美市旭台 1-1/Japan Advanced Institute of Science and technology, 1-1, Asahidai, Nomi, Ishikawa, 923-1292, Japan
2アダマンド並木精密宝石株式会社, 東京都足立区新田 3-8-22/Adamant Namiki Precision Jewel Co., Ltd, 22-8-3 Shinden, Adachi-ku, Tokyo 123-8511, Japan
*e-mail: kuni-hys_at_jaist.ac.jp
ダイヤモンド中の窒素-空孔（Nitrogen Vacancy）中心は、光学的磁気共鳴検出法（Optically Detected Magnetic Resonance: ODMR）を用いて、室温・大気中においても高い感度で磁場を検出可能であり、ナノ メートルスケールの空間分解能を有する[1]。さらに、温度や電場も計測可能なことから、近年さまざまな 分野から注目を集めている[1]。さらには、ダイヤモンド NV 中心を磁気センサープローブとして走査プロ ーブ顕微鏡に取り付けることにより、ナノメートルスケールの分解能で磁気イメージングを実現できる [2-4]。これらの光学系においてレーザー入射機構は斜入射が都合の良い場合がある。本研究では斜入射型 の走査ダイヤモンド NV 中心プローブ機構の開発について報告する。
References:
[1] J.-P. Tetienne, T. Hingant, J.-V. Kim, L. Herrera diez, J.-P. A, K. Garcia, J.-F. Roch, S. Rohart, A. Thiaville, D. Ravelosona, V. Jacques, Science 20, 344, 1366 (2014)
[2] P. Maletinsky, S. Hong, M. S. Grinolds, B. Hausmann, M. D. Lukin, R. L. Walsworth, M. Loncar & A. Yacoby, Nat. Nanotechnol. 7, 320 324 (2012)
[3] K. Akiyama, T. Eguchi, and T. An, Rev. Sci. Instrum. 76, 033705 (2005)
[4] Y. Kainuma, K. Hayashi, C. Tachioka, M. Ito, T. Makino, N. Mizuochi, T. An, J. Appl. Phys. 130, 243903 (2021)
Authors：林都隆/Kunitaka Hayashi1* , 出口碧唯/Aoi Ideguchi1 , Zhang Siyue1 , 貝沼雄太/Yuta Kainuma1 , 金聖祐/Seong-Woo Kim2 , 小山浩司/Koji Koyama2 , 赤堀 誠志/Masashi Akabori1 , 安 東秀/Toshu An1
1R北陸先端科学技術大学院大学, 石川県能美市旭台 1-1/Japan Advanced Institute of Science and technology, 1-1, Asahidai, Nomi, Ishikawa, 923-1292, Japan
2アダマンド並木精密宝石株式会社, 東京都足立区新田 3-8-22/Adamant Namiki Precision Jewel Co., Ltd, 22-8-3 Shinden, Adachi-ku, Tokyo 123-8511, Japan
*e-mail: kuni-hys_at_jaist.ac.jp
ダイヤモンド中の窒素-空孔（Nitrogen Vacancy）中心は、光学的磁気共鳴検出法（Optically Detected Magnetic Resonance: ODMR）を用いて、室温・大気中においても高い感度で磁場を検出可能であり、ナノ メートルスケールの空間分解能を有する[1]。さらに、温度や電場も計測可能なことから、近年さまざまな 分野から注目を集めている[1]。さらには、ダイヤモンド NV 中心を磁気センサープローブとして走査プロ ーブ顕微鏡に取り付けることにより、ナノメートルスケールの分解能で磁気イメージングを実現できる [2-4]。これらの光学系においてレーザー入射機構は斜入射が都合の良い場合がある。本研究では斜入射型 の走査ダイヤモンド NV 中心プローブ機構の開発について報告する。
References:
[1] J.-P. Tetienne, T. Hingant, J.-V. Kim, L. Herrera diez, J.-P. A, K. Garcia, J.-F. Roch, S. Rohart, A. Thiaville, D. Ravelosona, V. Jacques, Science 20, 344, 1366 (2014)
[2] P. Maletinsky, S. Hong, M. S. Grinolds, B. Hausmann, M. D. Lukin, R. L. Walsworth, M. Loncar & A. Yacoby, Nat. Nanotechnol. 7, 320 324 (2012)
[3] K. Akiyama, T. Eguchi, and T. An, Rev. Sci. Instrum. 76, 033705 (2005)
[4] Y. Kainuma, K. Hayashi, C. Tachioka, M. Ito, T. Makino, N. Mizuochi, T. An, J. Appl. Phys. 130, 243903 (2021)