① ４探針STMのSEMのコントローラを固有のものに交換してSEMの高分解能化・低電流化を図り、本研究で観測対象となる分子組織体の観察を可能にする。
② CNT 探針の作製プロセスを簡略化し、品質を安定化させる。特に、磁性体被膜CNT 探針の磁化状態が再現性良く実現する探針作製プロセスを確立する。
③ 上記の技術を用い、既存の超高真空４探針STM 装置を用いて、本研究で観測対象となる分子組織体や電極基板表面での電子・スピン輸送特性を計測し、分子アーキテクトに反映させる。とくに、本装置に組み込まれている超高真空集束イオンビーム(FIB)装置による電極基板表面の微細加工を行い、個々の分子組織体の伝導特性の測定に役立てる。
[27] Observation of Anisotropic Band Splitting in Monolayer NbSe2: Implications for Superconductivity and Charge Density Wave
Y. Nakata; K. Sugawara; S. Ichinokura; Y. Okada; T. Hitosugi; T. Koretsune; S. Hasegawa; T. Sato; T. Takahashi npj 2D Materials and Applications, 2, 12-1 - 12-6, 2018/5/3 DOI: 10.1038/s41699-018-0057-3
[26] Comment on ``Quantum transport in the surface states of epitaxial Bi(111) thin films''
T. Hirahara; S. Hasegawa PHYSICAL REVIEW B, , 2018
[24] Emergence of charge density waves and a pseudogap in single-layer TiTe2
P. Chen; Woei Wu Pai; Y.-H. Chan; A. Takayama; C.-Z. Xu; A. Karn; S. Hasegawa; M. Y. Chou; S.-K. Mo; A.-V. Fedorov; T.-C. Chiang Nature Communications , 8, 516-1 - 516-6, 2017/9/11 DOI: 10.1038/s41467-017-00641-1
[23] Large-gap magnetic topological heterostructure formed by subsurface incorporation of a ferromagnetic layer
T. Hirahara; S. V. Eremeev; T. Shirasawa; Y. Okuyama; T. Kubo; R. Nakanishi; R. Akiyama; A. Takayama; T. Hajiri; S. Ideta; M. Matsunami; K. Sumida; K. Miyamoto; Y. Takagi; K. Tanaka; T. Okuda; T.Yokoyama; S. Hasegawa Nano Letters, 17, 3493 - 3500, 2017/5/26 DOI: 10.1021/acs.nanolett.7b00560
[22] Berry phase shift from 2π to π in Bilayer graphene by Li-intercalation and sequential desorption
R. Akiyama; Y. Takano; Y. Endo; S. Ichinokura; R. Nakanishi; K. Nomura; S. Hasegawa Applied Physics Letters, 110, 23, 233106-1 - 233106-4, 2017/6/6 DOI: 10.1063/1.4984958
[21] Superconductivity in thallium double atomic layer and transition into an insulating phase intermediated by a quantum metal state
S. Ichinokura; L. Bondarenko; A. Tupchaya; D. Gruznev; A. Zotov; A. Saranin; S. Hasegawa 2D Materials, 4, 025020-1 - 025020-10, 2017/2/1 DOI: 10.1088/2053-1583/aa57f9
S. Ichinokura; K. Sugawara; A. Takayama; T. Takahashi; S. Hasegawa ACS Nano, 10, 2, 2761 - 2765, 2016/1/27 DOI: 10.1021/acsnano.5b07848
[19] Development of a convenient in situ UHV scanning tunneling potentiometry
T. Nakamura; R. Yoshino; R. Hobara; S. Hasegawa; T. Hirahara e-Journal of Surface Science and Nanotechnology, 14, 216 - 224, 2016/11/12 DOI: 10.1380/ejssnt.2016.216
[18] In situ 電気伝導測定によるRashba 型表面構造（Tl, Pb)/Si(111)の超伝導の観測
一ノ倉聖; 保原麗; 高山あかり; 長谷川修司; Andrey V. MATETSKIY; Leonid V. BONDARENKO; Alexandra Y. TUPCHAYA; Dimitry V. GRUZNEV; Andrey V. ZOTOV; Alexander A. SARANIN 表面科学, 37, 8, 363 - 368, 2016/8/10 DOI: doi.org/10.1380/jsssj.37.363
2015
[17] Role of Quantum and Surface-State Effects in the Bulk Fermi Level Position of Ultrathin Bi films
T. Hirahara; T. Shirai; T. Hajiri; M. Matsunami; K. Tanaka; S. Kimura; S. Hasegawa; K. Kobayashi Physical Review Letters, 115, 10, 106803-1 - 106803-5, 2015/9/4 DOI: 10.1103/PhysRevLett.115.106803
[16] Two-dimensional superconductor with giant Rashba effect: One-atomic-layer Tl-Pb compound on Si(111)
A.V. Matetskiy; S. Ichinokura; L.V. Bondarenko; A.Y. Tupchaya; D.V. Gruznev; A.V. Zotov; A.A. Saranin; R. Hobara; A. Takayama; S. Hasegawa Physical Review Letters, 115, 14, 147003-1 - 147003-5, 2015/10/2 DOI: 10.1103/PhysRevLett.115.147003
[15] Direct observation of a gap opening in topological interface states of MnSe/Bi2Se3 heterostructure
A. V. Matetskiy; I. A. Kibirev; T. Hirahara; S. Hasegawa; A. V. Zotov; A. A. Sarani Applied Physics Letters, 107, 9, 091604-1 - 091604-4, 2015/9/10 DOI: 10.1063/1.4930151
[12] Electron-spin dependent 4He+ ion scattering on Bi surfaces
*S. Ichinokura; T. Hirahara; S. Hasegawa; O. Sakai; T.T. Suzuki Radiation Effects and Defects in Solids , 169, 1003 - 1009, 2014
[11] In-situ Micro-fabrication and Measurements of Bi2Se3 Ultrathin Films in a Multi-chamber System having Focus Ion Beam, Molecular Beam Epitaxy, and Four-Tip Scanning Tunneling Microscope
*N. Fukui; R. Hobara; T. Hirahara; Y. Miyatake; H. Mizuno; T. Sasaki; T. Nagamura; S. Hasegawa e-Journal of Surface Science and Nanotechnology, 12, 423 - 430, 2014
[10] Structure and transport properties of Cu doped Bi2Se3 films
*T. Shirasawa; M. Sugiki; T. Hirahara; M. Aitani; T. Shirai; S. Hasegawa; T. Takahashi Physical Review B, 89, 195311-1 - 195311-6, 2014
[9] Anisotropic Electronic Conduction in Metal Nanofilms Grown on a One-Dimensional Surface Superstructure
*N. Nagamura; R. Hobara; T. Uetake; T. Hirahara; M. Ogawa; T. Okuda; K. He; P. Moras; P. M. Sheverdyaeva; C. Carbone; K. Kobayashi; I. Matsuda; S. Hasegawa Physical Review B, 89, 125415-1 - 125415-5, 2014
[8] In-situ Micro-fabrication and Measurements of Bi2Se3 Ultrathin Films in a Multi-chamber System having Focus Ion Beam, Molecular Beam Epitaxy, and Four-Tip Scanning Tunneling Microscope
N. Fukui; R. Hobara; T. Hirahara; Y. Miyatake; H. Mizuno; T. Sasaki; T. Nagamura; S. Hasegawa e-Journal of Surface Science and Nanotechnology, 12, 423 - 430, 2014/10/11 DOI: 10.1380/ejssnt.2014.423
[7] In situ Magnetotransport Measurements of Ultrathin Bi films: Evidence for a Surface-Bulk Coherent Transport
M. Aitani; T. Hirahara; S. Ichinokura; M. Hanaduka; D. Y. Shin; S. Hasegawa Physical Review Letters, 113, 20, 206802-1 - 206802-5, 2014/11/14 DOI: 10.1103/PhysRevLett.113.206802
[6] Redox Control and High Conductivity of Nickel Bis(dithiolene) Complex π-Nanosheet: A Potential Organic Two-Dimensional Topological Insulator
Tetsuya Kambe; Ryota Sakamoto; Tetsuro Kusamoto ; Tigmansu Pal ; Naoya Fukui; Ken Hoshiko ; Takahiro Shimojima ; Zhengfei Wang ; Toru Hirahara ; Kyoko Ishizaka ; Shuji Hasegawa ; Feng Liu; Hiroshi Nishihara Journal of the American Chemical Society, 136, 41, 14357 - 14360, 2014/9/24 DOI: 10.1021/ja507619d
[5] Structure Determination of Multilayer Silicene Grown on Ag(111) films by Electron Diffraction: Evidence for Ag Segregation at the Surface
[4] Fermi level tuning of topological insulator thin films
M. Aitani; Y. Sakamoto; *T. Hirahara; M. Yamada; H. Miyazaki; M. Matsunami; S. Kimura; S. Hasegawa Japanese Journal of Applied Physics , 52, 110112-1 - 110112-8, 2013
[3] In situ transport measurements on ultrathin Bi(111) films using a magnetic tip: Possible detection of current-induced spin polarization in the surface states
T. Tono; *T. Hirahara; S. Hasegawa New Journal of Physics , 15, 105018-1 - 105018-14, 2013
[2] Evidence of Dirac Fermions in Multilayer Silicene
*P. De Padova; P. Vogt; A. Resta; J. Avila; I. Razado-Colambo; C. Quaresima; C. Ottaviani; B. Olivieri; T. Bruhn; T. Hirahara; T. Shirai; S. Hasegawa; M. C. Asensio; G. Le Lay Applied Physics Letters, 102, 163106-1 - 163106-3, 2013
[1] Magnetotransport measurements of a superconducting surface state of In- and Pb-induced structures on Si(111)
M. Yamada; *T. Hirahara; S. Hasegawa Physical Review Letters , 110, 237001-1 - 237001-5 , 2013
機能性４探針ＳＴＭによる分子の電子・スピン輸送特性の研究
研究目的
本研究の目的は、本領域の他のグループで作製される様々な分子組織体や電極表面構造など、「分子アーキテクトニクス」に必要な２次元コンポーネント・３次元コンポーネントの電子輸送特性とスピン輸送特性を、我々が独自に開発してきた機能性多探針走査トンネル顕微鏡（STM）装置を用いて計測し、それらの機能特性を明らかにして分子アーキテクト設計に反映させることにある。
領域内での役割と必要性
本領域内で合成される分子組織体を４探針STM 計測する試料として、夛田グループで研究予定の巨大分子オリゴチオフェン・ワイヤなどのワイヤ状の分子組織体を中心にして研究を進める。電気伝導特性だけでなく、磁性体被膜CNT 探針を用いたスピン輸送特性の計測も重点的に行う。得られたデータの解析には理論的裏付けが必要なので、A03-1 浅井美グループやA02-2 石田グループと協力してデータ解析を進める。
研究内容
① ４探針STMのSEMのコントローラを固有のものに交換してSEMの高分解能化・低電流化を図り、本研究で観測対象となる分子組織体の観察を可能にする。 ② CNT 探針の作製プロセスを簡略化し、品質を安定化させる。特に、磁性体被膜CNT 探針の磁化状態が再現性良く実現する探針作製プロセスを確立する。 ③ 上記の技術を用い、既存の超高真空４探針STM 装置を用いて、本研究で観測対象となる分子組織体や電極基板表面での電子・スピン輸送特性を計測し、分子アーキテクトに反映させる。とくに、本装置に組み込まれている超高真空集束イオンビーム(FIB)装置による電極基板表面の微細加工を行い、個々の分子組織体の伝導特性の測定に役立てる。
追加情報
研究課題番号：25110010 科研費データーベースはこちら
メンバー
Papers List
2018
Y. Nakata; K. Sugawara; S. Ichinokura; Y. Okada; T. Hitosugi; T. Koretsune; S. Hasegawa; T. Sato; T. Takahashi
npj 2D Materials and Applications, 2, 12-1 - 12-6, 2018/5/3
DOI: 10.1038/s41699-018-0057-3
T. Hirahara; S. Hasegawa
PHYSICAL REVIEW B, , 2018
2017
高橋隆; 菅原克明; 一ノ倉聖; 高山あかり; 長谷川修司
表面科学, 38, 9, 460 - 465, 2017/9/20
DOI: 10.1380/jsssj.38.460
P. Chen; Woei Wu Pai; Y.-H. Chan; A. Takayama; C.-Z. Xu; A. Karn; S. Hasegawa; M. Y. Chou; S.-K. Mo; A.-V. Fedorov; T.-C. Chiang
Nature Communications , 8, 516-1 - 516-6, 2017/9/11
DOI: 10.1038/s41467-017-00641-1
T. Hirahara; S. V. Eremeev; T. Shirasawa; Y. Okuyama; T. Kubo; R. Nakanishi; R. Akiyama; A. Takayama; T. Hajiri; S. Ideta; M. Matsunami; K. Sumida; K. Miyamoto; Y. Takagi; K. Tanaka; T. Okuda; T.Yokoyama; S. Hasegawa
Nano Letters, 17, 3493 - 3500, 2017/5/26
DOI: 10.1021/acs.nanolett.7b00560
R. Akiyama; Y. Takano; Y. Endo; S. Ichinokura; R. Nakanishi; K. Nomura; S. Hasegawa
Applied Physics Letters, 110, 23, 233106-1 - 233106-4, 2017/6/6
DOI: 10.1063/1.4984958
S. Ichinokura; L. Bondarenko; A. Tupchaya; D. Gruznev; A. Zotov; A. Saranin; S. Hasegawa
2D Materials, 4, 025020-1 - 025020-10, 2017/2/1
DOI: 10.1088/2053-1583/aa57f9
2016
S. Ichinokura; K. Sugawara; A. Takayama; T. Takahashi; S. Hasegawa
ACS Nano, 10, 2, 2761 - 2765, 2016/1/27
DOI: 10.1021/acsnano.5b07848
T. Nakamura; R. Yoshino; R. Hobara; S. Hasegawa; T. Hirahara
e-Journal of Surface Science and Nanotechnology, 14, 216 - 224, 2016/11/12
DOI: 10.1380/ejssnt.2016.216
一ノ倉聖; 保原麗; 高山あかり; 長谷川修司; Andrey V. MATETSKIY; Leonid V. BONDARENKO; Alexandra Y. TUPCHAYA; Dimitry V. GRUZNEV; Andrey V. ZOTOV; Alexander A. SARANIN
表面科学, 37, 8, 363 - 368, 2016/8/10
DOI: doi.org/10.1380/jsssj.37.363
2015
T. Hirahara; T. Shirai; T. Hajiri; M. Matsunami; K. Tanaka; S. Kimura; S. Hasegawa; K. Kobayashi
Physical Review Letters, 115, 10, 106803-1 - 106803-5, 2015/9/4
DOI: 10.1103/PhysRevLett.115.106803
A.V. Matetskiy; S. Ichinokura; L.V. Bondarenko; A.Y. Tupchaya; D.V. Gruznev; A.V. Zotov; A.A. Saranin; R. Hobara; A. Takayama; S. Hasegawa
Physical Review Letters, 115, 14, 147003-1 - 147003-5, 2015/10/2
DOI: 10.1103/PhysRevLett.115.147003
A. V. Matetskiy; I. A. Kibirev; T. Hirahara; S. Hasegawa; A. V. Zotov; A. A. Sarani
Applied Physics Letters, 107, 9, 091604-1 - 091604-4, 2015/9/10
DOI: 10.1063/1.4930151
一ノ倉聖; 平原徹; 酒井治; 長谷川修司; 鈴木拓
表面科学, 36, 8, 408 - 411, 2015/8/10
DOI: 10.1380/jsssj.36.408
長谷川修司
表面科学, 36, 112 - 117, 2015
2014
*S. Ichinokura; T. Hirahara; S. Hasegawa; O. Sakai; T.T. Suzuki
Radiation Effects and Defects in Solids , 169, 1003 - 1009, 2014
*N. Fukui; R. Hobara; T. Hirahara; Y. Miyatake; H. Mizuno; T. Sasaki; T. Nagamura; S. Hasegawa
e-Journal of Surface Science and Nanotechnology, 12, 423 - 430, 2014
*T. Shirasawa; M. Sugiki; T. Hirahara; M. Aitani; T. Shirai; S. Hasegawa; T. Takahashi
Physical Review B, 89, 195311-1 - 195311-6, 2014
*N. Nagamura; R. Hobara; T. Uetake; T. Hirahara; M. Ogawa; T. Okuda; K. He; P. Moras; P. M. Sheverdyaeva; C. Carbone; K. Kobayashi; I. Matsuda; S. Hasegawa
Physical Review B, 89, 125415-1 - 125415-5, 2014
N. Fukui; R. Hobara; T. Hirahara; Y. Miyatake; H. Mizuno; T. Sasaki; T. Nagamura; S. Hasegawa
e-Journal of Surface Science and Nanotechnology, 12, 423 - 430, 2014/10/11
DOI: 10.1380/ejssnt.2014.423
M. Aitani; T. Hirahara; S. Ichinokura; M. Hanaduka; D. Y. Shin; S. Hasegawa
Physical Review Letters, 113, 20, 206802-1 - 206802-5, 2014/11/14
DOI: 10.1103/PhysRevLett.113.206802
Tetsuya Kambe; Ryota Sakamoto; Tetsuro Kusamoto ; Tigmansu Pal ; Naoya Fukui; Ken Hoshiko ; Takahiro Shimojima ; Zhengfei Wang ; Toru Hirahara ; Kyoko Ishizaka ; Shuji Hasegawa ; Feng Liu; Hiroshi Nishihara
Journal of the American Chemical Society, 136, 41, 14357 - 14360, 2014/9/24
DOI: 10.1021/ja507619d
Terufusa Shirai; Tetsuroh Shirasawa; Toru Hirahara; Naoya Fukui; Toshio Takahashi; Shuji Hasegawa
PHYSICAL REVIEW B, 89, 24, 241403-1 - 241403-5, 2014/6/10
DOI: 10.1103/PhysRevB.89.241403
2013
M. Aitani; Y. Sakamoto; *T. Hirahara; M. Yamada; H. Miyazaki; M. Matsunami; S. Kimura; S. Hasegawa
Japanese Journal of Applied Physics , 52, 110112-1 - 110112-8, 2013
T. Tono; *T. Hirahara; S. Hasegawa
New Journal of Physics , 15, 105018-1 - 105018-14, 2013
*P. De Padova; P. Vogt; A. Resta; J. Avila; I. Razado-Colambo; C. Quaresima; C. Ottaviani; B. Olivieri; T. Bruhn; T. Hirahara; T. Shirai; S. Hasegawa; M. C. Asensio; G. Le Lay
Applied Physics Letters, 102, 163106-1 - 163106-3, 2013
M. Yamada; *T. Hirahara; S. Hasegawa
Physical Review Letters , 110, 237001-1 - 237001-5 , 2013