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論文

Spin-orbit-induced Ising ferromagnetism at a van der Waals interface

松岡 秀樹*; Barnes, S. E.*; 家田 淳一; 前川 禎通; Bahramy, M. S.*; Saika, B. K.*; 竹田 幸治; 和達 大樹*; Wang, Y.*; 吉田 訓*; et al.

Nano Letters, 21(4), p.1807 - 1814, 2021/02

 被引用回数:1 パーセンタイル:72.02(Chemistry, Multidisciplinary)

Magnetocrystalline anisotropy, a key ingredient for establishing long-range order in a magnetic material down to the two-dimensional (2D) limit, is generally associated with spin-orbit interaction (SOI) involving a finite orbital angular momentum. Here we report strong out-of-plane magnetic anisotropy without orbital angular momentum, emerging at the interface between two different van der Waals (vdW) materials, an archetypal metallic vdW material NbSe$$_{2}$$ possessing Zeeman-type SOI and an isotropic vdW ferromagnet V$${}_5$$Se$${}_8$$. We found that the Zeeman SOI in NbSe$$_{2}$$ induces robust out-of-plane magnetic anisotropy in V$$_{5}$$Se$$_{8}$$ down to the 2D limit with a more than 2-fold enhancement of the transition temperature. We propose a simple model that takes into account the energy gain in NbSe$$_{2}$$ in contact with a ferromagnet, which naturally explains our observations. Our results demonstrate a conceptually new magnetic proximity effect at the vdW interface, expanding the horizons of emergent phenomena achievable in vdW heterostructures.

論文

Stacking fault driven phase transformation in CrCoNi medium entropy alloy

He, H.*; Naeem, M.*; Zhang, F.*; Zhao, Y.*; Harjo, S.; 川崎 卓郎; Wang, B.*; Wu, X.*; Lan, S.*; Wu, Z.*; et al.

Nano Letters, 21(3), p.1419 - 1426, 2021/02

 被引用回数:3 パーセンタイル:0(Chemistry, Multidisciplinary)

In CrCoNi, a so-called medium-entropy alloy, an fcc-to-hcp phase transformation has long been anticipated. Here, we report an in situ loading study with neutron diffraction, which revealed a bulk fcc-to-hcp phase transformation in CrCoNi at 15 K under tensile loading. By correlating deformation characteristics of the fcc phase with the development of the hcp phase, it is shown that the nucleation of the hcp phase was triggered by intrinsic stacking faults. The confirmation of a bulk phase transformation adds to the myriads of deformation mechanisms available in CrCoNi, which together underpin the unusually large ductility at low temperatures.

論文

Intrinsic 2D ferromagnetism in V$$_{5}$$Se$$_{8}$$ epitaxial thin films

中野 匡規*; Wang, Y.*; 吉田 訓*; 松岡 秀樹*; 真島 裕貴*; 池田 啓祐*; 平田 靖透*; 竹田 幸治; 和達 大樹*; 小濱 芳允*; et al.

Nano Letters, 19(12), p.8806 - 8810, 2019/12

 被引用回数:22 パーセンタイル:91.07(Chemistry, Multidisciplinary)

The discoveries of intrinsic ferromagnetism in atomically thin van der Waals crystals have opened a new research field enabling fundamental studies on magnetism at two-dimensional (2D) limit as well as development of magnetic van der Waals heterostructures. Here we demonstrate that V$$_{5}$$Se$$_{8}$$ epitaxial thin films grown by molecular-beam epitaxy exhibit emergent 2D ferromagnetism with intrinsic spin polarization of the V 3d electrons although the bulk counterpart is originally antiferromagnetic. Moreover, thickness-dependence measurements reveal that this newly developed 2D ferromagnet could be classified as an itinerant 2D Heisenberg ferromagnet with weak magnetic anisotropy.

論文

In situ SR-XPS observation of Ni-assisted low-temperature formation of epitaxial graphene on 3C-SiC/Si

長谷川 美佳*; 菅原 健太*; 須藤 亮太*; 三本菅 正太*; 寺岡 有殿; 吉越 章隆; Filimonov, S.*; 吹留 博一*; 末光 眞希*

Nanoscale Research Letters, 10, p.421_1 - 421_6, 2015/10

 被引用回数:11 パーセンタイル:48.8(Nanoscience & Nanotechnology)

グラフェンは、電子および光デバイスの有望な材料として注目されている。しかしながら、Si上のグラフェン(GOS)の形成には1473K以上の温度が必要となるため、Siテクノロジーとの相性は良いとは言えない。ここでは、Ni援用GOSのグラフェン形成に関して報告する。グラフェン形成温度が200K以上低下することを示し、加熱、アニール、冷却プロセス中の固相反応を放射光XPSで詳細に調べた。Ni/SiC反応の役割、Niシリサイド形成ばかりでなく炭化Ni形成がグラフェン形成に重要なプロセスであることを明にした。

論文

Role of liquid indium in the structural purity of wurtzite InAs nanowires that grow on Si(111)

Biermanns, A.*; Dimakis, E.*; Davydok, A.*; 佐々木 拓生; Geelhaar, L.*; 高橋 正光; Pietsch, U.*

Nano Letters, 14(12), p.6878 - 6883, 2014/12

 被引用回数:24 パーセンタイル:75.15(Chemistry, Multidisciplinary)

The dynamic relation between the growth conditions and the structural composition of the catalyst-free InAs nanowires was investigated using time-resolved X-ray scattering and diffraction measurements during the growth by molecular beam epitaxy. A spontaneous build-up of liquid indium is directly observed in the beginning of the growth process and associated with the simultaneous nucleation of InAs nanowires predominantly in the wurtzite phase. After their nucleation, the nanowires grow in the absence of liquid indium, and with a highly defective wurtzite structure. A pathway to pure wurtzite nanowires is presented through this work.

論文

Multiterminal nanowire junctions of silicon; A Theoretical prediction of atomic structure and electronic properties

Avramov, P.; Chernozatonskii, L. A.*; Sorokin, P. B.*; Gordon, M. S.*

Nano Letters, 7(7), p.2063 - 2067, 2007/07

 被引用回数:11 パーセンタイル:49.14(Chemistry, Multidisciplinary)

経験的スキームを使って、20面体状中心核(Si-IC)とその頂点から伸びる5角形の花びら(Si-PP)をベースに新奇なシリコンナノクラスターを作り上げた。Si-IC/Si-PP界面が形成される方がエネルギー的に好ましいことがわかった。また、実際に観測されているシリコンナノ構造の幾つかは本研究で提案するナノ構造の存在により説明できる。さらに、拡張ヒュッケル法による電子構造計算によって、本研究で提案したナノ構造がナノスケールのトンネル接合として振る舞う可能性を示した。

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