2018 Fiscal Year Annual Research Report
Atomic-scale imaging of spin current generated by the ferromagnetic resonance excitation
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16H02109
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
長谷川 幸雄 東京大学, 物性研究所, 教授 (80252493)
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2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 走査トンネル顕微鏡 / スピン偏極走査トンネル顕微鏡 / ポテンショメトリ / スピン波 / 強磁性共鳴 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
次世代のデバイスコンセプトとして注目されるスピントロニクスにおいて重要な役割を担う「スピン流」の分布を、走査トンネル顕微鏡(STM)の技術を駆使して実空間で可視化する顕微鏡手法を実現する。さらにその実空間観察機能を生かして、スピン流緩和プロセスのナノスケール・原子スケールでの解明を目的とする。強磁性共鳴を利用したスピンポンピングにより、磁性体から非磁性基板上にスピン流を誘起させ、スピン偏極探針によるポテンショメトリにより、スピン流生成に伴うスピン依存化学ポテンシャル分布をナノスケールの空間分解能で視覚化する。実空間観察により、スピン流の拡散や緩和過程に関する知見を得、原子レベルでのスピン流制御・最適化に向けての指針を与えることを目標とする。
走査トンネルポテンショメトリの機能を拡張すべく、超高真空STM装置内にその機能を組み込み、Si(111)7×7清浄表面上でのポテンシャル分布測定に成功している。ステップや位相境界でのポテンシャルの段差が見受けられ、同領域が電気抵抗となっていること明らかにできた。それぞれの電気抵抗の値を実測したところ、同系ではステップの電気抵抗が存外に大きく、同表面でのマクロな電気抵抗は、ステップ密度に依存することが判明した。
走査トンネルポテンショメトリの機能を既存の超高真空低温STM装置に組み込むことにより、低温においても十分に動作することを確認するとともに、温度可変でのポテンシャル分布測定にも成功し、ホッピング伝導など伝導現象のメカニズム解明につながる現象を微視的に捉えることができた。
またCu基板上のCoアイランド構造上に於いてスピン偏極STM測定を行い、マイクロ波照射の有無によるスピン信号の違いを検出することにも成功し、共鳴由来の信号検出の可能性を示唆している。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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