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顔写真

オカ　ヒロフミ

岡　博文

Hirofumi Oka

所属

高等研究機構材料科学高等研究所　材料物理グループ

職名

助教

学位

博士（工学）（北海道大学）
修士（工学）（北海道大学）

researchmap

https://researchmap.jp/hirofumi-oka

J-GLOBAL ID

201801009948033610

e-Rad 研究者番号

70374600

所属学協会 2

日本表面真空学会
日本物理学会

研究分野 2

ナノテク・材料 / ナノ構造物理 /
ナノテク・材料 / 薄膜、表面界面物性 /

論文 39

Moiré‐Assisted Realization of Octahedral MoTe₂ Monolayer

Yasuaki Saruta, Katsuaki Sugawara, Hirofumi Oka, Tappei Kawakami, Takemi Kato, Kosuke Nakayama, Seigo Souma, Takashi Takahashi, Tomoteru Fukumura, Takafumi Sato

Advanced Science　2023年10月22日
出版者・発行元： Wiley
DOI： 10.1002/advs.202304461 　

ISSN：2198-3844

eISSN：2198-3844

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Abstract A current key challenge in 2D materials is the realization of emergent quantum phenomena in hetero structures via controlling the moiré potential created by the periodicity mismatch between adjacent layers, as highlighted by the discovery of superconductivity in twisted bilayer graphene. Generally, the lattice structure of the original host material remains unchanged even after the moiré superlattice is formed. However, much less attention is paid for the possibility that the moiré potential can also modify the original crystal structure itself. Here, it is demonstrated that octahedral MoTe₂ which is unstable in bulk is stabilized in a commensurate MoTe₂/graphene hetero‐bilayer due to the moiré potential created between the two layers. It is found that the reconstruction of electronic states via the moiré potential is responsible for this stabilization, as evidenced by the energy‐gap opening at the Fermi level observed by angle‐resolved photoemission and scanning tunneling spectroscopies. The present results provide a fresh approach to realize novel 2D quantum phases by utilizing the moiré potential.
Charge-density wave associated with higher-order Fermi-surface nesting in monolayer VS2

Tappei Kawakami, Katsuaki Sugawara, Hirofumi Oka, Kosuke Nakayama, Ken Yaegashi, Seigo Souma, Takashi Takahashi, Tomoteru Fukumura, Takafumi Sato

npj 2D Materials and Applications　7　(1)　2023年5月2日
出版者・発行元： Springer Science and Business Media LLC
DOI： 10.1038/s41699-023-00395-z 　

eISSN：2397-7132

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Abstract Fermi-surface (FS) nesting originating from Peierls’ idea of electronic instabilities in one-dimensional materials is a key concept to stabilize charge-density wave (CDW), whereas its applicability to two-dimensional (2D) materials is under intensive debate. Here we report unusual CDW associated with the higher-order FS nesting in monolayer 2D VS2. Angle-resolved photoemission spectroscopy and scanning tunneling microscopy uncovered stripe CDW with $$\sqrt {21} R10.9^\circ \times \sqrt 3 R30^\circ$$ periodicity together with an energy-gap opening on the entire FS. We suggest that this CDW involves the higher-order FS-nesting vector 2q twice larger than that of the normal one (q), as supported by the anomalies in the calculated phonon dispersion and electronic susceptibility. The present results suggest that the cooperation of q and 2q nesting leads to the fully gapped CDW state unlike the case of conventional single q nesting which produces a partial gap, pointing to an intriguing mechanism of CDW transition.
Charge order with unusual star-of-David lattice in monolayer <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>NbTe</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math>

Taiki Taguchi, Katsuaki Sugawara, Hirofumi Oka, Tappei Kawakami, Yasuaki Saruta, Takemi Kato, Kosuke Nakayama, Seigo Souma, Takashi Takahashi, Tomoteru Fukumura, Takafumi Sato

Physical Review B　107　(4)　2023年1月17日
出版者・発行元： American Physical Society (APS)
DOI： 10.1103/physrevb.107.l041105 　

ISSN：2469-9950

eISSN：2469-9969
Robust charge-density wave strengthened by electron correlations in monolayer 1T-TaSe2 and 1T-NbSe2

Yuki Nakata, Katsuaki Sugawara, Ashish Chainani, Hirofumi Oka, Changhua Bao, Shaohua Zhou, Pei-Yu Chuang, Cheng-Maw Cheng, Tappei Kawakami, Yasuaki Saruta, Tomoteru Fukumura, Shuyun Zhou, Takashi Takahashi, Takafumi Sato

NATURE COMMUNICATIONS　12　(1)　2021年10月

DOI： 10.1038/s41467-021-26105-1 　

eISSN：2041-1723
Single Molecular Adsorption of Terbium(III) Bis-phthalocyaninato (TbPc2) Governed by Two Surface Reconstructions of Perovskite Type SrVO3 Epitaxial Ultrathin Film

Hirofumi Oka, Keiichi Katoh, Yoshinori Okada, Daichi Oka, Taro Hitosugi, Masahiro Yamashita, Tomoteru Fukumura

Chemistry Letters　50　(8)　1489-1492　2021年8月5日
出版者・発行元： The Chemical Society of Japan
DOI： 10.1246/cl.210270 　

ISSN：0366-7022

eISSN：1348-0715
Width-induced metal–insulator transition in SrVO3 lateral nanowires spontaneously formed on the ultrathin film 査読有り

Hirofumi Oka, Yoshinori Okada, Kenichi Kaminaga, Daichi Oka, Taro Hitosugi, Tomoteru Fukumura

Applied Physics Letters　117　(5)　051603-051603　2020年8月3日
出版者・発行元： AIP Publishing
DOI： 10.1063/5.0018240 　

ISSN：0003-6951

eISSN：1077-3118
Magnetic Hysteresis of Single-Molecule Magnets Adsorbed on Ferromagnetic Substrate. 国際誌査読有り

Qi ZK, Mishra P, Ara F, Oka H, Sainoo Y, Katoh K, Yamashita M, Komeda T

ACS nano　2019年11月

DOI： 10.1021/acsnano.9b04428 　

ISSN：1936-0851
Heteroepitaxy of Rock-salt Superconductor/Ferromagnet Thin Film: LaO/EuO 査読有り

Kaminaga Kenichi, Oka Daichi, Oka Hirofumi, Fukumura Tomoteru

CHEMISTRY LETTERS　48　(10)　1244-1247　2019年10月

DOI： 10.1246/cl.190460 　

ISSN：0366-7022
Spin properties of single-molecule magnet of double-decker Tb(III)-phthalocyanine (TbPc2) on ferromagnetic Co film characterized by spin polarized STM (SP-STM) 査読有り

Ara Ferdous, Oka Hirofumi, Sainoo Yasuyuki, Katoh Keiichi, Yamashita Masahiro, Komeda Tadahiro

JOURNAL OF APPLIED PHYSICS　125　(18)　2019年5月14日

DOI： 10.1063/1.5079964 　

ISSN：0021-8979
Two distinct surface terminations of SrVO3 (001) ultrathin films as an influential factor on metallicity 査読有り

Oka Hirofumi, Okada Yoshinori, Hitosugi Taro, Fukumura Tomoteru

APPLIED PHYSICS LETTERS　113　(17)　2018年10月22日

DOI： 10.1063/1.5051434 　

ISSN：0003-6951
Spatially Resolved Magnetic Anisotropy of Cobalt Nanostructures on the Au(111) Surface 査読有り

Puneet Mishra, Zhi Kun Qi, Hirofumi Oka, Kohji Nakamura, Tadahiro Komeda

NANO LETTERS　17　(9)　5843-5847　2017年9月

DOI： 10.1021/acs.nanolett.7b03114 　

ISSN：1530-6984

eISSN：1530-6992
19pBE-7 Magnetic properties of cobalt islands on Au(111) studied by spin-polarized scanning tunneling microscopy

Mishra Puneet, Qi Zhi Kun, Oka Hirofumi, Komeda Tadahiro

日本物理学会講演概要集　71　2505-2505　2016年
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
DOI： 10.11316/jpsgaiyo.71.1.0_2505 　

ISSN：2189-079X
Au(111)基板上Coの磁気異方性エネルギーの被覆率依存性：スピン偏極STMによる研究

岡博文, Mishra Puneet, 斉志坤, 米田忠弘

日本物理学会講演概要集　71　941-941　2016年
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
DOI： 10.11316/jpsgaiyo.71.2.0_941 　

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Au(111)基板上の2層Coアイランドの磁気異方性エネルギー（MAE）が、3層目のCoの形成によりどのように変化するのかを被覆率に関して、ローカルプローブであるスピン偏極STMを用いて詳細に調べた。被覆率が0.2以下ではMAEは2層Coアイランドに対する値からほとんど変化せず、被覆率が0.2以上で被覆率の増加に伴い線形にMAEが減少することがわかった。
スピン偏極STMによる強磁性Coナノアイランドのスピン分解バンド構造の測定

岡博文, 米田忠弘

日本物理学会講演概要集　71　948-948　2016年
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
DOI： 10.11316/jpsgaiyo.71.2.0_948 　

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スピン偏極STMを用いて、Cu(111)基板上に形成した強磁性Coナノアイランドのバンド構造をスピン分解で測定することに成功した。微分コンダクタンス像のフーリエ変換解析により、Coナノアイランドのバンド構造を求めた。その結果、これまでに報告されている多数スピンspバンドに加え、少数スピンspバンドが存在することがわかった。少数スピンspバンドは、バンドの底が+0.95eVにあり、有効質量比0.55を持つことがわかった。
Temperature dependence of the superconducting proximity effect quantified by scanning tunneling spectroscopy 査読有り

A. Stepniak, M. Caminale, A. A. Leon Vanegas, H. Oka, D. Sander, J. Kirschner

AIP ADVANCES　5　(1)　2015年1月

DOI： 10.1063/1.4906554 　

ISSN：2158-3226
Threshold of magnetic field response of the superconducting proximity effect for ultrathin Pb/Ag metallic films 査読有り

M. Caminale, A. A. Leon Vanegas, A. Stepniak, H. Oka, D. Sander, J. Kirschner

PHYSICAL REVIEW B　90　(22)　2014年12月

DOI： 10.1103/PhysRevB.90.220507 　

ISSN：1098-0121

eISSN：1550-235X
Atomic layer superconductivity 査読有り

Agnieszka Stepniak, Augusto Leon Vanegas, Michael Caminale, Hirofumi Oka, Dirk Sander, Juergen Kirschner

SURFACE AND INTERFACE ANALYSIS　46　(12-13)　1262-1267　2014年12月

DOI： 10.1002/sia.5516 　

ISSN：0142-2421

eISSN：1096-9918
Spin-polarized quantum confinement in nanostructures: Scanning tunneling microscopy 査読有り

Hirofumi Oka, Oleg O. Brovko, Marco Corbetta, Valeri S. Stepanyuk, Dirk Sander, Juergen Kirschner

REVIEWS OF MODERN PHYSICS　86　(4)　1127-1168　2014年10月

DOI： 10.1103/RevModPhys.86.1127 　

ISSN：0034-6861

eISSN：1539-0756
The impact of structural relaxation on spin polarization and magnetization reversal of individual nano structures studied by spin-polarized scanning tunneling microscopy 査読有り

Dirk Sander, Soo-Hyon Phark, Marco Corbetta, Jeison A. Fischer, Hirofumi Oka, Juergen Kirschner

JOURNAL OF PHYSICS-CONDENSED MATTER　26　(39)　2014年10月

DOI： 10.1088/0953-8984/26/39/394008 　

ISSN：0953-8984

eISSN：1361-648X
Atomic structure and spin polarization at the apex of tips used in spin-polarized scanning tunneling microscopy 査読有り

Shigekazu Nagai, Koichi Hata, Hirofumi Oka, Dirk Sander, Juergen Kirschner

APPLIED PHYSICS EXPRESS　7　(2)　2014年2月

DOI： 10.7567/APEX.7.025204 　

ISSN：1882-0778

eISSN：1882-0786
New insights into nano-magnetism by spin-polarized scanning tunneling microscopy 査読有り

Dirk Sander, Hirofumi Oka, Marco Corbetta, Valeri Stepanyuk, Juergen Kirschner

JOURNAL OF ELECTRON SPECTROSCOPY AND RELATED PHENOMENA　189　206-215　2013年8月

DOI： 10.1016/j.elspec.2012.09.006 　

ISSN：0368-2048

eISSN：1873-2526
The electronic properties of Co nanowires on Cu(110)-p(2x3)N 査読有り

Sebastian Wedekind, Fabio Donati, Hirofumi Oka, Guillemin Rodary, Dirk Sander, Juergen Kirschner

SURFACE SCIENCE　606　(21-22)　1577-1580　2012年11月

DOI： 10.1016/j.susc.2012.06.007 　

ISSN：0039-6028
Magnetization Reversal of Individual Co Nanoislands 査読有り

S. Ouazi, S. Wedekind, G. Rodary, H. Oka, D. Sander, J. Kirschner

PHYSICAL REVIEW LETTERS　108　(10)　2012年3月

DOI： 10.1103/PhysRevLett.108.107206 　

ISSN：0031-9007
Magnetic Response and Spin Polarization of Bulk Cr Tips for In-Field Spin-Polarized Scanning Tunneling Microscopy 査読有り

Marco Corbetta, Safia Ouazi, Jerome Borme, Yasmine Nahas, Fabio Donati, Hirofumi Oka, Sebastian Wedekind, Dirk Sander, Juergen Kirschner

JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS　51　(3)　2012年3月

DOI： 10.1143/JJAP.51.030208 　

ISSN：0021-4922

eISSN：1347-4065
Switching Fields of Individual Co Nanoislands 査読有り

Sebastian Wedekind, Guillemin Rodary, Jerome Borme, Safia Ouazi, Yasmine Nahas, Marco Corbetta, Hirofumi Oka, Dirk Sander, Juergen Kirschner

IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS　47　(10)　3351-3354　2011年10月

DOI： 10.1109/TMAG.2011.2141654 　

ISSN：0018-9464
Spatially Modulated Tunnel Magnetoresistance on the Nanoscale 査読有り

Hirofumi Oka, Kun Tao, Sebastian Wedekind, Guillemin Rodary, Valeri S. Stepanyuk, Dirk Sander, Juergen Kirschner

PHYSICAL REVIEW LETTERS　107　(18)　2011年10月

DOI： 10.1103/PhysRevLett.107.187201 　

ISSN：0031-9007
New insights into nanomagnetism: spin-polarized scanning tunneling microscopy and spectroscopy studies 査読有り

Hirofumi Oka, Guillemin Rodary, Sebastian Wedekind, Pavel A. Ignatiev, Larissa Niebergall, Valeri S. Stepanyuk, Dirk Sander, Juergen Kirschner

SPINTRONICS IV　8100　2011年

DOI： 10.1117/12.892459 　

ISSN：0277-786X
Spin-Dependent Quantum Interference Within a Single Magnetic Nanostructure 査読有り

H. Oka, P. A. Ignatiev, S. Wedekind, G. Rodary, L. Niebergall, V. S. Stepanyuk, D. Sander, J. Kirschner

SCIENCE　327　(5967)　843-846　2010年2月

DOI： 10.1126/science.1183224 　

ISSN：0036-8075
Characterization of tips for spin-polarized scanning tunneling microscopy 査読有り

G. Rodary, S. Wedekind, H. Oka, D. Sander, J. Kirschner

APPLIED PHYSICS LETTERS　95　(15)　2009年10月

DOI： 10.1063/1.3246150 　

ISSN：0003-6951
Scanning tunneling microscopy and spectroscopy on c(3 root 2x root 2)R45 degrees-C-reconstructed Cr(001) thin-film surfaces 査読有り

Hirofumi Oka, Kazuhisa Sueoka

JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS　47　(7)　6099-6101　2008年7月

DOI： 10.1143/JJAP.47.6099 　

ISSN：0021-4922
Inhomogeneous surface electronic properties and charge ordering in epitaxial Fe3O4 films On MgO(001) 査読有り

A. Subagyo, Y. Sasaki, H. Oka, K. Sueoka

PHYSICA STATUS SOLIDI B-BASIC SOLID STATE PHYSICS　244　(12)　4482-4485　2007年12月

DOI： 10.1002/pssb.200777186 　

ISSN：0370-1972
Carbon-induced superstructure on cr(001) thin-film surfaces 査読有り

Hirofumi Oka, Akira Nakai, Kazuhisa Sueoka

JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS PART 1-REGULAR PAPERS BRIEF COMMUNICATIONS & REVIEW PAPERS　46　(8B)　5602-5606　2007年8月

DOI： 10.1143/JJAP.46.5602 　

ISSN：0021-4922
Spin-polarized scanning tunneling microscopy and spectroscopy study of c(2x2) reconstructed Cr(001) thin film surfaces 査読有り

H Oka, K Sueoka

JOURNAL OF APPLIED PHYSICS　99　(8)　2006年4月

DOI： 10.1063/1.2173634 　

ISSN：0021-8979
Local electronic properties of domain boundaries on c(2 x 2) Fe(001) thin film surfaces 査読有り

Hirofumi Oka, Agus Subagyo, Kazuhisa Sueoka

INTERNATIONAL JOURNAL OF NANOSCIENCE, VOL 5, NO 6　5　(6)　935-+　2006年

DOI： 10.1142/S0219581X0600539X 　
Connection of herringbone ridges on reconstructed Au(111) surfaces observed by scanning tunneling microscopy 査読有り

H Oka, K Sueoka

JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS PART 1-REGULAR PAPERS BRIEF COMMUNICATIONS & REVIEW PAPERS　44　(7B)　5430-5433　2005年7月

DOI： 10.1143/JJAP.44.5430 　

ISSN：0021-4922
Modified suface state of Cr(001) thin film surfaces observed by scanning tunneling spectroscopy

H. Oka, K. Sueoka

INTERMAG ASIA 2005: Digests of the IEEE International Magnetics Conference　192　2005年
Atomic scale observation of domain boundaries on c(2 x 2) Fe(001) thin film surfaces 査読有り

H Oka, A Subagyo, M Sawamura, K Sueoka, K Mukasa

JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS PART 1-REGULAR PAPERS SHORT NOTES & REVIEW PAPERS　41　(7B)　4969-4972　2002年7月

DOI： 10.1143/JJAP.41.4969 　

ISSN：0021-4922
Scanning tunneling spectroscopy of c(2 x 2) reconstructed Fe thin-film surfaces 査読有り

H Oka, A Subagyo, M Sawamura, K Sueoka, K Mukasa

JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS PART 1-REGULAR PAPERS SHORT NOTES & REVIEW PAPERS　40　(6B)　4334-4336　2001年6月

DOI： 10.1143/JJAP.40.4334 　

ISSN：0021-4922
Scanning tunneling microscopy observation of epitaxial bcc-Fe(001) surface 査読有り

A Subagyo, H Oka, G Eilers, K Sueoka, K Mukasa

JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS PART 1-REGULAR PAPERS SHORT NOTES & REVIEW PAPERS　39　(6B)　3777-3779　2000年6月

DOI： 10.1143/JJAP.39.3777 　

ISSN：0021-4922

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MISC 10

ドイツでの6年間

岡博文

表面科学　38　(9)　481-482　2017年
出版者・発行元：公益社団法人日本表面科学会
DOI： 10.1380/jsssj.38.481 　

ISSN： 0388-5321
ドイツ（独）留学体験座談会

菅滋正, 松下雄一郎, 岡博文, 宮町俊生, 鈴木康光

日本物理学会誌　71　(5)　327-329　2016年
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
DOI： 10.11316/butsuri.71.5_327 　

ISSN： 2423-8872
Coナノアイランドの磁化反転メカニズム

岡博文, OUAZI Safia, WEDEKIND Sebastian, RODARY Guillemin, SANDER Dirk, KIRSCHNER J&uuml, rgen

表面科学　35　(7)　377-382　2014年
出版者・発行元：公益社団法人日本表面科学会
DOI： 10.1380/jsssj.35.377 　

ISSN： 0388-5321

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An outstanding challenging in nanomagnetism is the quantitative understanding of magnetization reversal process of nanostructures. We investigate the magnetization reversal of individual Co islands on Cu(111). We measure switching fields HSW of single Co islands using spin-polarized scanning tunneling microscopy/spectroscopy at 8 K. The switching field changes with island size. The switching field increases with size and reaches a maximum value of 2.4 T at a size of 5500 atoms, and decreases for larger islands. To discuss magnetization reversal processes, we extract the energy barrier &Delta;E for magnetization reversal as a function of island size. Our analysis reveals a crossover of the magnetization reversal from an exchange-spring behavior to domain wall formation with increasing size at around 7500 atoms.
26aJA-2 単一ナノ構造・スピン依存量子干渉(主題:単一原子・単一分子・ナノ粒子での量子物性の新展開,領域9シンポジウム,領域9(表面・界面,結晶成長))

岡博文, Ignatiev Pavel, Wedekind Sebastian, Rodary Guillemin, Niebergall Larissa, Stepanyuk Valeri, Sander Dirk, Kirschner Jurgen

日本物理学会講演概要集　68　(2)　793-793　2013年8月26日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
29pXK-6 走査トンネル分光(STS)によるCu(111)面およびTiS_2面上に成長させた厚みの異なるPbアイランドの非占有量子井戸状態の研究(29pXK 表面ナノ構造量子物性,領域9(表面・界面,結晶成長))

菅滋正, Gliga Sebastian, 岡博文, Leon Augusto, Sander Dirk, Kirschner Jurgen

日本物理学会講演概要集　68　(1)　1009-1009　2013年3月26日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
スピン偏極STM探針先端の原子構造と偏極度評価

永井滋一, 永井滋一, 畑浩一, 畑浩一, 岡博文, SANDER Dirk, KIRSCHNER Juergen

応用物理学会秋季学術講演会講演予稿集(CD-ROM)　74th　2013年

ISSN： 2436-7613
電界放出電子スピン分光法によるCr tip表面のスピン偏極度測定

永井滋一, 永井滋一, 松本直弥, 岩田達夫, 畑浩一, 畑浩一, 岡博文, SANDER Dirk, KIRSCHNER Juergen

応用物理学関係連合講演会講演予稿集(CD-ROM)　59th　2012年
単一Coアイランドで観察されたスピン偏極度の振動現象

岡博文, Ignatiev Pavel A, Wedekind Sebastian, RODARY Guillemin, NIEBERGALL Larissa, STEPANYUK Valeri S, SANDER Dirk, KIRSCHNER Jurgen

表面科学 : hyomen kagaku = Journal of the Surface Science Society of Japan　31　(9)　480-486　2010年9月10日
出版者・発行元：公益社団法人日本表面科学会
DOI： 10.1380/jsssj.31.480 　

ISSN： 0388-5321

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When electrons are confined to nanostructures, quantum interference takes place due to their wave-particle duality. Using spin-polarized scanning tunneling microscopy, we studied the influence of quantum interference of electrons on the spatial distribution of the spin polarization within a single magnetic nanostructure. We find changes in both the magnitude and sign of the spin polarization on a subnanometer scale. We compare our experimental results with ab initio calculations of the spin-resolved local density of states (LDOS). We find that the modulation of the spin-polarization at a given energy can be ascribed to the different magnitudes of spatially modulated majority states and non-modulated minority states contributing to the total LDOS.
STM/STSによる表面磁気構造の局所観察

岡博文, SUBAGYO Agus, 末岡和久

日本応用磁気学会学術講演概要集 = Digest of ... annual conference on magnetics in Japan　28　149-149　2004年9月21日
23pWA-5 Mg0(001)上のCu薄膜成長の温度と成長レート依存性

Eilers Guido, 松浦雅晴, 岡博文, Subagyo Agus, 末岡和久, 武笠幸一

日本物理学会講演概要集　55　(2)　765-765　2000年9月10日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349

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共同研究・競争的資金等の研究課題 6

層間磁気結合による単分子磁石の磁気モーメントの制御

岡博文, 米田忠弘

2021年4月1日～ 2024年3月31日

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本研究の目的は、強磁性/非磁性/強磁性の金属多層膜で用いられる「層間磁気結合」を応用することで、単分子磁石に働く磁気結合の強さの制御法を確立することである。そこで、まず磁気結合の強さを調整できる基板の作製に取り組み、その表面構造を走査トンネル顕微鏡（STM）により明らかにした。次に、得られた基板に単分子磁石を吸着し、その吸着構造を明らかにした。具体的には、以下の項目に取り組んだ。（1）磁気結合の強さを調整できる基板の作製 Au(111)基板の清浄化、Coの蒸着、Auの蒸着、それぞれの項目毎にSTM観察を行った。その結果、Au(111)に特徴的なヘリンボーン構造と原子像の観察に成功し、Au(111)清浄面が得られていることを確認した。その後、Coを蒸着し、三角形状をもつ2原子層高さのCoアイランドがヘリンボーン構造の“エルボー”に周期的に形成されることを確認した。続けてAuを蒸着し、Auの蒸着量によりどのようにCo / Au(111)の表面がAuに覆われていくのかを明らかにした。この結果から、Auの蒸着量を調整することにより、Coと単分子磁石の間に挿入するAuの膜厚を調整できると考えられる。（2）単分子磁石TbPc2の蒸着上記（1）で作製したAu / Co / Au(111)基板に単分子磁石TbPc2を室温で蒸着しその吸着構造をSTM観察により明らかにした。Au(111)基板上と同様に、TbPc2はAu / Co / Au(111)基板上を拡散し、Au(111)やCoアイランドのステップエッジに多く吸着することがわかった。また、Auのテラス部分に吸着するTbPc2も小数であるが確認することができた。
スピン偏極STMによるキラル分子巨大スピンフィルター効果の微視的起源の解明

岡博文

2021年7月9日～ 2023年3月31日

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本研究の目的は、分子のキラリティに由来する巨大なスピンフィルター効果の微視的なメカニズムを解明するため、ローカルプローブであるスピン偏極走査トンネル顕微鏡（STM）を用いて、分子のキラリティとスピン偏極度の相関を明らかにすることである。そこで、まずSTMによる表面構造観察から分子のキラリティを同定することができる試料を作製した。次に、その試料に対して、スピン偏極度を判別することができるスピン偏極STM測定を行った。具体的には以下の項目に取り組んだ。（1）キラル分子試料の作製システインにはD-システインとL-システインの鏡像異性体が存在し、スピンフィルター効果を示すと報告されていることから [Appl. Phys. Lett. 105, 242408 (2014)]、システインを本研究のキラル分子試料に用いた。室温でAu(110)基板にシステインを蒸着し、100度でアニールすると、2つのシステインからなるダイマーが形成され、そのダイマー構造がキラリティに依存することがわかった。また、D-システインとL-システインを共蒸着した試料においても、2種類のダイマー構造が共存することがわかり、STMによる表面構造観察からD-システインとL-システインを同定できることがわかった。（2）キラル分子のスピン偏極STM測定上記（1）で作製したD-システインとL-システインのダイマーが共存する試料において、Coを蒸着したW探針を用いて、スピン偏極STM測定を行った。しかしながら、システインダイマー上で測定したdI/dVスペクトルは磁場依存性を示さず、予想に反しシステインを通ってきた電子はスピン偏極していないことがわかった。
局所トンネル分光によるトポロジカルエッジ状態の検出

岡博文

2020年4月1日～ 2022年3月31日

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本研究は、高次トポロジカル絶縁体Bi(111)薄膜を用いて、膜厚変化による次元性の低下と外部磁場による時間反転対称性の破れによって発現する新たなトポロジカルエッジ状態を局所トンネル分光測定により観測することを目的としている。高次トポロジカル絶縁体Bi(111)薄膜の電子状態の膜厚依存性を調べるため、Si(111)基板にBi薄膜を作製し、低温走査トンネル顕微鏡（STM）によるBi薄膜表面の構造評価と微分コンダクタンス測定を行った。膜厚約100nmという比較的厚い膜では、原子レベルで平坦なテラスと、結晶構造の対称性を反映して120度の角度で曲がるステップエッジが薄膜表面に形成された。ステップの高さは約0.4nmで、先行研究と同様に、Bi薄膜が2層成長した。微分コンダクタンススペクトルにおいて、平坦なテラスの領域では観察されない約+180mVのピークがステップエッジでは観察された。また、そのピークの有無が、ステップが120度曲がる毎に変化することもわかり、先行研究で報告されている高次トポロジカル絶縁体のトポロジカルエッジ状態[Nat. Phys. 14, 918 (2018)]であることを確認した。膜厚を薄くすると、Bi薄膜の構造が変化し、(111)表面ではなく、黒リン(110)表面をもつことがわかった。このBi薄膜の構造の膜厚依存性により、超薄膜におけるトポロジカルエッジ状態の変化を議論するのは困難であると考えられる。一方、黒リン(110)表面をもつBi薄膜においてエッジに局在する電子状態を微分コンダクタンススペクトルにおいて発見した。今後、微分コンダクタンスのマッピングを行うことにより、その電子状態がどのようなエッジに存在するのかを明らかにしたい。
高スピン軌道相互作用酸化物ヘテロ構造での磁気スキルミオンの創出とナノスケール観察競争的資金

福村知昭

2018年7月～ 2020年3月
時間分解スピン偏極STMによる強磁性ナノ構造におけるスピンダイナミクスの研究競争的資金

岡博文

2017年4月～ 2020年3月
スピン偏極STMによる強磁性ナノ構造におけるスピン依存散乱の研究競争的資金

岡博文

2015年4月～ 2017年3月

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