材料物性研究部

量子表面界面科学研究部門

Yong P. Chen

教授(国際卓越研究者)チェン ヨン

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量子材料のスピン依存測定:磁性、超伝導、トポロジカル相の新たな領域の探索

 本部門では、新しい量子現象やエキゾチックな物質状態を発見・制御するために原子スケールで量子材料(主に2次元またはファンデルワールス材料)を探究し、原子スケールスピン量子エンジニアリングを行っています。

 これまでにスピン感度の高い高度な実験技術の開発と実展開に注力してきており、使用する測定技術は、スピン/量子輸送、光学(MOKEやラマンなど)、走査トンネル顕微鏡から量子センシング(NV中心やh-BN欠陥などの量子ビットプローブ)まで多岐にわたります。エネルギー効率の高いコンピューティングから量子技術に至るまで、幅広い応用分野に向けて、磁性、超伝導、トポロジーの新たな領域を探求することを目指しています。さらに、材料探索と特性評価を支援するために、人工知能(AI)に基づく手法も活用しています。

量子材料、磁性、超伝導、トポロジカル、スピントロニクス、2次元材料
(図1) 使用する主な実験装置 (a)結晶成長炉、(b)2次元材料の劈開と転写を行うグローブボックス、(c)低温プローバ、(d)輸送特性評価用PPMS、(e)3次元磁場の印加と300mKでの測定が可能な超高真空極低温STM (各種蒸着器とPLDが付属)

使用する主な実験装置 (a)結晶成長炉、(b)2次元材料の劈開と転写を行うグローブボックス、(c)低温プローバ、(d)輸送特性評価用PPMS、(e)3次元磁場の印加と300mKでの測定が可能な超高真空極低温STM (各種蒸着器とPLDが付属)

(図2) 主な実験手法と研究結果(a)スピン液体候補材料におけるスピン依存輸送特性(H.Idzuchiet al. Newton 2, 100505,2026)、(b)ねじれた層状反強磁性におけるモアレ磁性のMOKE測定(G.Cheng et al. NatureElectronics 6, 434, 2023)、(c)STMによる準安定五角形2次元材料PdTe2の発見(L.Liu et al.Nature Materials 23, 1339,2024)、(d)トポロジカル超伝導候補材料FeTe0.5Se0.5で測定した超伝導ギャップとマヨラナ状態を示唆するゼロバイアスピーク、(e)量子センシングに向けたh-BN欠陥の光学検出磁気共鳴(M.Sadi,ACS Nano 20, 18219, 2026)

主な実験手法と研究結果(a)スピン液体候補材料におけるスピン依存輸送特性(H.Idzuchi et al. Newton 2, 100505,2026)、(b)ねじれた層状反強磁性におけるモアレ磁性のMOKE測定(G.Cheng et al. Nature Electronics 6, 434, 2023)、(c)STMによる準安定五角形2次元材料PdTe2の発見(L.Liu et al.Nature Materials 23, 1339,2024)、(d)トポロジカル超伝導候補材料FeTe0.5Se0.5で測定した超伝導ギャップとマヨラナ状態を示唆するゼロバイアスピーク、(e)量子センシングに向けたh-BN欠陥の光学検出磁気共鳴(M.Sadi et al., ACS Nano 20, 18219, 2026)

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