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

基本信息

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

项目摘要

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。

为了阐明单层1T-NbSe2和1T-TaSe2中发现的二维莫特绝缘体相的性质和起源，我们在高温和由于钾吸附而进行的电子掺杂以及时间下进行了ARPES测量- 解决了 ARPES 测量问题。结果表明，这些材料中的莫特绝缘体相比以前强得多。上述成果已在国内学术会议上发表。当钾沉积在块状 HfTe2（一种层状材料）的表面上，并使用同步加速器辐射进行 ARPES 测量时，他们发现，除了电子掺杂的影响外，电子态也受到了显着的调制。通过激发光依赖性的测量以及与第一原理计算的比较，揭示了由于层间沉积的钾原子的插入，电子结构从三维变为二维。换句话说，得出的结论是，钾在层状材料上的气相沉积可作为替代分子束外延、化学气相沉积和剥离方法的新原子层状方法。上述成果发表在美国物理学会期刊《Physical Review Materials》上。我们首次成功制备了单层VTe2薄膜并阐明了其电子态，这在之前从未有过报道。我们发现块体在低温下具有最稳定的双锯齿链结构的1T''结构，而八面体1T结构在单层中稳定。此外，费米能级附近的详细电子态测量表明，单层 VTe2 的费米面与单层 VSe2 非常相似，虽然乍一看嵌套性与 VSe2 类似，但嵌套向量和倒晶格矢量表明，由于的一致性较差，不会发生像 VSe2 那样的电荷密度波跃迁。这些结果发表在美国物理学会期刊《Physical Review B》上。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

國家同歩輻射研究中心(台湾)

国立放射线研究中心（台湾）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Dimensionality reduction and band quantization induced by potassium intercalation in 1T-HfTe2

1T-HfTe2 中钾插层引起的降维和能带量子化

DOI：
10.1103/physrevmaterials.3.071001
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
3.4
作者：
Nakata Y.;Sugawara K.;Chainani A.;Yamauchi K.;Nakayama K.;Souma S.;Chuang P.;Cheng C.;Oguchi T.;Ueno K.;Takahashi T.;Sato T.
通讯作者：
Sato T.

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