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Se
from multilayer VSe
films via V- and Se-desorption角田 一樹; 日下 翔太郎*; 竹田 幸治; 小林 功佳*; 平原 徹*
Physical Review B, 106(19), p.195421_1 - 195421_7, 2022/11
被引用回数：0 パーセンタイル：0(Materials Science, Multidisciplinary)We systematically investigated the electronic properties of monolayer and multilayer vanadium selenide films grown with different conditions using in situ angle-resolved photoemission spectroscopy and first-principles calculations. We observed the band dispersions of pristine VSe in a sample grown at substrate temperature (
) of 250
C, while the significant modulations of the Se-derived bands can be seen at = 380C. For = 420C, we found that the V self-intercalated VSe was formed. As a simple and convenient way, we also demonstrate that the monolayer VSe can be fabricated by annealing from the multilayer VSe film, and the possible formation mechanism is discussed. The establishment of the growth methods of VSe film and verifying its electronic properties provide the substantial step for the creation of the 2D vDW heterostructures.
-VSe film revealed by element-specific X-ray magnetic circular dichroism角田 一樹; 竹田 幸治; 日下 翔太郎*; 小林 功佳*; 平原 徹*
Physical Review Materials (Internet), 6(1), p.014006_1 - 014006_8, 2022/01
被引用回数：6 パーセンタイル：66.14(Materials Science, Multidisciplinary)二次元強磁性体候補物質である単層1-VSe薄膜の磁気特性を、元素選択的磁気プローブであるX線磁気円二色性(XMCD)を用いて調べた。高分解能測定を行うことで、外部磁場下において原子レベルの薄さの1-VSe薄膜から明確なXMCDシグナルを検出することに成功した。X線の入射角度を操作することで、面内と面外の磁気特性を分離し、強い磁気異方性を見出すことができた。さらに、磁場と温度に依存したXMCD測定により、6Kでも長距離強磁性秩序は存在せず、隣接するバナジウムイオン間の短距離強磁性・反強磁性相互作用が存在することが明らかになった。このような低温での磁気挙動は、単層1-VSeが強磁性になりかけていることを意味しており、VSe系ヘテロ構造で報告されている近接効果誘起強磁性の説明となる。
松田 巌*; 中村 史一*; 久保 敬祐*; 平原 徹*; 山崎 詩郎*; Choi, W. H.*; Yeom, H. W.*; 成田 尚司*; 深谷 有喜; 橋本 美絵*; et al.
Physical Review B, 82(16), p.165330_1 - 165330_6, 2010/10
被引用回数：9 パーセンタイル：40.66(Materials Science, Multidisciplinary)一価金属の共吸着でSi(111)表面上に形成される
超構造は、表面状態の電子数と吸着金属の原子数の割合が常に一定で形成される。このことは、超構造が電子化合物の特性を持つことを意味している。われわれは、二次元表面合金相である超構造の安定性を調べるために、Hume-Rothery型化合物における代表的な2つの理論、Jones model及びpseudopotential modelを用いて解析を行った。解析の結果、二次元表面合金相においてはJones modelが破綻しており、pseudopotential modelにおける二次元の表面状態電子を介した中距離原子間相互作用の重要性を見いだした。
薄膜の磁性角田 一樹; 竹田 幸治; 日下 翔太郎*; 小林 功佳*; 平原 徹*
no journal, ,
単層VSeは、二次元ファンデルワールス原子層物質の一種であり、2018年に室温以上のキュリー温度を有する強磁性体であることが報告された。しかし室温強磁性の発見直後に行われた角度分解光電子分光(ARPES)実験では、低温においても強磁性秩序を特徴づける交換分裂が観測されておらず、単層VSeにおける強磁性秩序の有無については未だに議論が続いている。通常の磁化測定では薄膜と基板の双方からのシグナルを検出してしまうためVSeの本質的な磁気特性を引き出すことは難しい。一方、放射光を利用したX線磁気円二色性(XMCD)は元素選択的なプローブであるため、上記の論争を解決する可能性を秘めている。本研究では、単層VSeの磁気特性を明らかにすることを目的にARPES、第一原理計算、XMCDを行った。その結果、磁場下で単層VSeからの明瞭なXMCDシグナルを検出することに成功した。また、温度依存XMCDにより、6Kにおいても長距離強磁性秩序は存在しないことが明らかになった。しかし、隣接するVイオン間には短距離の強磁性相互作用が存在しており、単層VSeが強磁性秩序を示す寸前の物質であることを明らかにした。
film revealed by element-specific X-ray magnetic circular dichroism角田 一樹; 竹田 幸治; 日下 翔太郎*; 小林 功佳*; 平原 徹*
no journal, ,
Since the discovery of graphene, atomically thin two-dimensional van der Waals (2D vDW) materials have attracted a great deal of attention due to their rich properties. In 2018, the presence of the long-range ferromagnetic ordering in the monolayer VSe was reported. Remarkably, the recorded Curie temperature of the monolayer VSe film exceeded the room temperature. However, soon after the discovery of strong ferromagnetism, a number of controversial results emerged. In this work, we investigated the intrinsic magnetic properties and electronic structures of the monolayer and multilayer VSe films by means of ARPES, first-principles calculations, and XMCD measurements. We succeeded in detecting a clear XMCD signal from the atomically thin VSe films under a magnetic field. By manipulating the incidence angle of the X-ray, we were able to disentangle the in-plane and out-of-plane magnetic properties and found a strong magnetic anisotropy. Moreover, temperature-dependent XMCD revealed that there is no long-range ferromagnetic ordering even at 6 K, but short-range ferromagnetic interactions between vanadium ions exist in the two-dimensional plane.
薄膜の電子状態角田 一樹; 日下 翔太郎*; 竹田 幸治; 小林 功佳*; 平原 徹*
no journal, ,
単層VSeは、2018年に室温以上のキュリー温度を有する強磁性体であることが報告された。一般に、超伝導や磁性を示す物質を薄膜化すると、その転移温度は低下する傾向にある。この経験則に対して単層VSeは、バルクは非磁性だが薄膜は強磁性という従来の磁性材料とは全く逆の性質を示す。しかし最近、単層VSeは6Kにおいても強磁性が発現しておらず、Vイオン間に短距離強磁性相互作用が存在する強磁性転移近傍の物質であることがX線磁気円二色性によって明らかにされている。また、これまでのVSeに関する先行研究は、主に単層膜の磁気状態、電子構造に焦点を当てたものがほとんどであり、膜厚や成長条件に依存した系統的な研究はほとんど行われていない。本研究では、HOPG基板上に単層から複数層のVSe薄膜を異なる基板温度で作成し、電子構造の変化を角度分解光電子分光と第一原理計算によって詳細に調べた。その結果、250Cで成長した1MLから4MLの薄膜はVSeの計算結果と良い一致を示した。一方、420Cで成長した薄膜は、1MLの時点でSe 4
に由来するホールバンドに変調が見られ、多層膜にするとVSeに変化することが明らかとなった。
