東北大学研究者紹介

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ナカタ　ユウキ

中田　優樹

Yuki Nakata

所属

金属材料研究所　物質創製研究部　構造制御機能材料学研究部門

職名

助教

学位

博士（理学）（東北大学）
修士（理学）（東北大学）

researchmap

https://researchmap.jp/yuki_nakata

J-GLOBAL ID

202501001829295228

ORCID

https://orcid.org/0000-0003-4734-6124

経歴 3

2025年9月～継続中

東北大学　金属材料研究所　助教
2020年4月～ 2025年8月

住友化学株式会社　先端材料科学研究所　研究員
2018年4月～ 2020年3月

東北大学　大学院理学研究科物理学専攻　日本学術振興会特別研究員（DC2）

研究キーワード 3

光電子分光
二次元材料
電池材料

受賞 4

井上研究奨励賞

2022年2月　井上科学振興財団
青葉理学振興会賞

2020年3月　東北大学
科学計測振興基金多元物質科学奨励賞

2017年12月　東北大学
物理学専攻賞

2017年3月　東北大学

論文 17

Ultrafast relaxation dynamics and nonequilibrium processes in graphite

Hao-Hsiang Jia, Yuki Nakata, Seigo Souma, Katsuaki Sugawara, Yang-Hao Chan, Cheng-Maw Cheng, Ming-Chang Chen, Takafumi Sato, Chih-Wei Luo, Ashish Chainani, Ping-Hui Lin

Physical Review B　2025年5月28日

DOI： 10.1103/physrevb.111.195430 　

ISSN：2469-9950 2469-9969
Enhancing the durability of aluminium-foil anodes in rechargeable lithium batteries via uniformly distributed alloy addition in the matrix phase

Hongyi Li, Shohei Nishimura, Weiqi Liu, Norihiko L. Okamoto, Shingo Matsumoto, Yuki Nakata, Hiroaki Hoshikawa, Toshiaki Kumagai, Takitaro Yamaguchi, Tetsu Ichitsubo

Journal of Materials Chemistry A　2025年

DOI： 10.1039/d4ta07956f 　

ISSN：2050-7488 2050-7496

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<jats:p>Uniformly distributed Si in the Al matrix as a solid solution induces a pinning effect, prevents cracking of the Al grains, suppresses pulverization and improves the cycling stability of Al-foil anodes in rechargeable lithium batteries.</jats:p>
Indication of exchange interaction induced spin splitting in unoccupied electronic states of the high-T_C ferromagnet (Cr_0.35Sb_0.65)₂Te₃

C. W. Chuang, Y. Nakata, K. Hori, S. Gupta, F. M. F. de Groot, A. Fujimori, T. P. T. Nguyen, K. Yamauchi, I. Rajput, A. Lakhani, F.-H. Chang, H.-J. Lin, C.-T. Chen, F. Matsukura, S. Souma, T. Takahashi, T. Sato, A. Chainani

Physical Review B　2024年5月10日

DOI： 10.1103/physrevb.109.195134 　

ISSN：2469-9950 2469-9969
Inserting a lithiation potential gap as a factor for degradation control in aluminum-foil anodes by utilizing roll-bonding processes

Hongyi Li, Shohei Nishimura, Yuki Nakata, Shingo Matsumoto, Takitaro Yamaguchi, Hiroaki Hoshikawa, Toshiaki Kumagai, Tetsu Ichitsubo

Journal of Materials Chemistry A　2023年

DOI： 10.1039/d3ta03687a 　

ISSN：2050-7488 2050-7496

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<jats:p>Using a roll-bonding process, the authors combine Al foils with different alloy additions into clad Al foils. The lithiation potential difference between the Al foils serves as a control factor to regulate lithium penetration during cycles.</jats:p>
Manipulation of Dirac Cone in Topological Insulator/Topological Insulator Heterostructure

Takumi Sato, Katsuaki Sugawara, Takemi Kato, Yuki Nakata, Seigo Souma, Kunihiko Yamauchi, Tamio Oguchi, Takashi Takahashi, Takafumi Sato

ACS Applied Electronic Materials　3　(3)　1080-1085　2021年3月23日
出版者・発行元： American Chemical Society ({ACS})
DOI： 10.1021/acsaelm.0c00918 　
Robust charge-density wave strengthened by electron correlations in monolayer 1T-TaSe₂ and 1T-NbSe₂

Nakata, Y., Sugawara, K., Chainani, A., Oka, H., Bao, C., Zhou, S., Chuang, P.-Y., Cheng, C.-M., Kawakami, T., Saruta, Y., Fukumura, T., Zhou, S., Takahashi, T., Sato, T.

Nature Communications　12　(1)　2021年

DOI： 10.1038/s41467-021-26105-1 　

ISSN：2041-1723
Observation of inverted band structure in the topological Dirac semimetal candidate CaAuAs

Nakayama, K., Wang, Z., Takane, D., Souma, S., Kubota, Y., Nakata, Y., Cacho, C., Kim, T., Ekahana, S.A., Shi, M., Kitamura, M., Horiba, K., Kumigashira, H., Takahashi, T., Ando, Y., Sato, T.

Physical Review B　102　(4)　2020年

DOI： 10.1103/PhysRevB.102.041104 　

ISSN：2469-9969 2469-9950
Vortex-induced quantum metallicity in the mono-unit-layer superconductor NbS e2

Ichinokura, S., Nakata, Y., Sugawara, K., Endo, Y., Takayama, A., Takahashi, T., Hasegawa, S.

Physical Review B　99　(22)　2019年

DOI： 10.1103/PhysRevB.99.220501 　

ISSN：2469-9969 2469-9950
Observation of Chiral Fermions with a Large Topological Charge and Associated Fermi-Arc Surface States in CoSi

Takane, D., Wang, Z., Souma, S., Nakayama, K., Nakamura, T., Oinuma, H., Nakata, Y., Iwasawa, H., Cacho, C., Kim, T., Horiba, K., Kumigashira, H., Takahashi, T., Ando, Y., Sato, T.

Physical Review Letters　122　(7)　2019年

DOI： 10.1103/PhysRevLett.122.076402 　

ISSN：1079-7114 0031-9007
Monolayer VTe2: Incommensurate Fermi surface nesting and suppression of charge density waves

Sugawara, K., Nakata, Y., Fujii, K., Nakayama, K., Souma, S., Takahashi, T., Sato, T.

Physical Review B　99　(24)　2019年

DOI： 10.1103/PhysRevB.99.241404 　

ISSN：2469-9969 2469-9950
Pseudogap, Fermi arc, and Peierls-insulating phase induced by 3D–2D crossover in monolayer VSe₂

Umemoto, Y., Sugawara, K., Nakata, Y., Takahashi, T., Sato, T.

Nano Research　12　(1)　2019年

DOI： 10.1007/s12274-018-2196-4 　

ISSN：1998-0000 1998-0124
Dimensionality reduction and band quantization induced by potassium intercalation in 1T-HfTe2

Nakata, Y., Sugawara, K., Chainani, A., Yamauchi, K., Nakayama, K., Souma, S., Chuang, P.-Y., Cheng, C.-M., Oguchi, T., Ueno, K., Takahashi, T., Sato, T.

Physical Review Materials　3　(7)　2019年

DOI： 10.1103/PhysRevMaterials.3.071001 　

ISSN：2475-9953
Selective Fabrication of Mott-Insulating and Metallic Monolayer TaSe2

Yuki Nakata, Takuya Yoshizawa, Katsuaki Sugawara, Yuki Umemoto, Takashi Takahashi, Takafumi Sato

ACS Applied Nano Materials　1　(4)　1456-1460　2018年4月27日
出版者・発行元： American Chemical Society ({ACS})
DOI： 10.1021/acsanm.8b00184 　
Observation of band crossings protected by nonsymmorphic symmetry in the layered ternary telluride Ta3SiTe6

Sato, T., Wang, Z., Nakayama, K., Souma, S., Takane, D., Nakata, Y., Iwasawa, H., Cacho, C., Kim, T., Takahashi, T., Ando, Y.

Physical Review B　98　(12)　2018年

DOI： 10.1103/PhysRevB.98.121111 　

ISSN：2469-9969 2469-9950
Anisotropic band splitting in monolayer NbSe₂: implications for superconductivity and charge density wave

Nakata, Y., Sugawara, K., Ichinokura, S., Okada, Y., Hitosugi, T., Koretsune, T., Ueno, K., Hasegawa, S., Takahashi, T., Sato, T.

npj 2D Materials and Applications　2　(1)　2018年

DOI： 10.1038/s41699-018-0057-3 　

ISSN：2397-7132
Unconventional charge-density-wave transition in monolayer 1T-TiSe₂

Sugawara, K., Nakata, Y., Shimizu, R., Han, P., Hitosugi, T., Sato, T., Takahashi, T.

ACS Nano　10　(1)　2016年

DOI： 10.1021/acsnano.5b06727 　

ISSN：1936-086X 1936-0851
Monolayer 1T-NbSe₂ as a Mott insulator

Nakata, Y., Sugawara, K., Shimizu, R., Okada, Y., Han, P., Hitosugi, T., Ueno, K., Sato, T., Takahashi, T.

NPG Asia Materials　8　(11)　2016年

DOI： 10.1038/am.2016.157 　

ISSN：1884-4057 1884-4049

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産業財産権 7

二次電池用負極材、二次電池用負極及び二次電池

中田優樹, 松本慎吾, 山口滝太郎

産業財産権の種類: 特許権
負極材、非水電解液電池用負極及び非水電解液二次電池

山口滝太郎, 中田優樹, 市坪哲, 李弘毅

産業財産権の種類: 特許権
リチウム二次電池用負極、リチウム二次電池用負極前駆体、リチウム二次電池及びリチウム二次電池用負極の製造方法

中田優樹, 山口滝太郎, 熊谷俊昭, 松尾祥史

産業財産権の種類: 特許権
アルミニウム負極及び非水電解液二次電池

山口滝太郎, 松本慎吾, 中田優樹, 本多祥晃, 有村孝

産業財産権の種類: 特許権
リチウム二次電池用負極及びリチウム二次電池

中田優樹, 山口滝太郎, 松本慎吾, 熊谷俊昭

産業財産権の種類: 特許権
アルカリ金属二次電池

原瑶佑, 中田優樹, 岸川英司

産業財産権の種類: 特許権
リチウム二次電池

原瑶佑, 中田優樹, 市坪哲, 李弘毅

産業財産権の種類: 特許権

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共同研究・競争的資金等の研究課題 1

スピン分解ＡＲＰＥＳによる遷移金属ダイカルコゲナイド原子層の研究

中田優樹

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for JSPS Fellows

研究機関：Tohoku University

2018年4月25日～ 2020年3月31日

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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。