Exploration of Emergent Functional Properties in Topological Semimetals with Strong Magnetic Coupling

强磁耦合拓扑半金属的涌现功能特性探索

• 批准号: 22KJ0212
• 负责人: メイヨー アレックス浩
• 金额: $ 2.83万
• 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: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ0212/
• 关键词: 磁性; トポロジカル半金属; 微細加工; 非相反伝導

本年度は、磁性半金属を対象としてらせん磁性の電流制御に取り組んだ。具体的には、単結晶試料に対して集束イオンビーム(FIB)による微細加工を施し、高密度電流の印加が可能なデバイスを作製した。作製したデバイスにおいて電流・磁場を印加することでヘリシティ(らせんの巻き方)の制御を試み、そのようすを非相反電気抵抗率の測定により検出した。加工方法は以下複数のアプローチを行った。１．TEM観察試料の作製で用いられる手法である「バルクピックアップ法」に倣い、対象のバルク試料からマイクロメートルスケールのブロックを切り出してSi基板上に配置後、電極を作製し、ホールバーの形状に整形した。２．事前に電極付けを行ったバルク試料に対してFIBによる大面積加工を行い、ホールバーの形状に整形した。バルクピックアップ法に倣ったアプローチでは良好なオーミック電極が得られず、電気抵抗率測定が困難であることがわかった。原因としては、今回の対象材料が一般の金属と比較してキャリア密度の小さい半金属であることから、加工に伴う試料表面のダメージやキャリアドープの影響を顕著に受けやすいことが考えられる。また、経験的に層状物質は加工ダメージを受けやすい可能性もあり、これも今回の対象材料では一因と考えられる。対応策として、スポット溶接やスパッタ蒸着などの方法で事前に電極を作製したバルク試料に対して加工を行ったところ、上述の問題は大きく改善し、当初の研究目的に据えたヘリシティの電気的制御の兆候を観測するに至った。ダメージに特に敏感な電極/試料界面のFIB加工を回避したことが功を奏したと考えられる。

今年，我们致力于螺旋磁性的电流控制，目标是磁性半金属。具体来说，使用聚焦离子束（FIB）对单晶样品进行微加工，以创建能够施加高密度电流的装置。我们尝试通过施加电流和磁场来控制所制造的装置中的螺旋度（螺旋的缠绕），并通过测量不可逆电阻率来检测螺旋度。使用了如下所示的几种处理方法。 1. “批量拾取法”是一种用于制备 TEM 观察样品的方法，从目标批量样品中切出微米级的块并将其放置在 Si 基板上，然后制作电极并将其成型为形状。洞酒吧做到了。 2.使用 FIB 将预先安装有电极的大块样品加工成大面积，并成型为孔棒的形状。结果发现，基于体拾取方法的方法不能产生良好的欧姆电极，从而难以测量电阻率。造成这种情况的一个可能原因是，所讨论的材料是一种准金属，其载流子密度比普通金属更低，这使得它在加工和载流子掺杂过程中更容易受到样品表面的损坏。此外，经验表明，层状材料可能更容易受到加工损坏，这被认为是本研究中使用的材料的一个促成因素。作为对策，我们使用点焊和溅射沉积等方法对预先准备的电极进行了处理，并且观察到了上述问题得到了很大改善。人们认为这是成功的，因为在电极/样品界面处避免了 FIB 过程，该界面对损坏特别敏感。

项目成果

Characterization and sonochemical synthesis of black phosphorus from red phosphorus

红磷制备黑磷的表征及声化学合成

• DOI: 10.1088/2053-1583/3/1/014007
• 发表时间: 2016-02-22
• 期刊: 2D Materials
• 影响因子: 5.5
• 作者: S;ra H. Aldave;ra;M. Yogeesh;Weinan Zhu;Joon;S. Sonde;A. Nayak;D. Akinw;e;e
• 通讯作者: e