2018 Fiscal Year Annual Research Report
Optical detection of spin orbit effects
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16H03853
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
林 将光 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (70517854)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | スピン軌道相互作用 / 磁気光学効果 / スピン流 / スピン蓄積 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は、測定分解能の向上により、10^-8 rad程度の精度を持つ磁気光学Kerr効果の測定系の構築に成功した。これにより、面直磁化を有する薄膜ヘテロ構造のスピン軌道トルクの測定に成功し、他の評価手段（スピン軌道トルクの電気的測定）との比較を行うことが可能となった。さらに、スピンホール効果やエデルシュタイン効果によって生成されたスピン蓄積を原理的に検知できる分解能を達成できているため、今後評価していく。
今年度は光－スピン相互作用の新たな取り組みとして、半金属/金属ヘテロ界面のフォトガルバニック効果の測定を行った。フォトガルバニック効果とは、電子のスピンと運動量が結合したスピン・運動量結合バンドを有する試料に円偏光を照射すると、偏光の旋回性に依存する起電力が生じる効果である。Cu/Biの2層構造で円偏光の旋回性に依存する大きな起電力が観測される一方、CuやBiの単層膜では同様の起電力はほとんど観測されなかった。これらの結果から、円偏光の旋回性に依存する起電力はCu/Bi界面で誘起され、その起源として界面にRashba型のバンドが存在していることが考えられる。ただし、今回用いた光のエネルギーはBiのバンドギャップより１桁以上大きく、これまでバンドギャップ程度の光を励起に用いて円偏光の旋回性に依存する起電力が観測されてきた半導体やトポロジカル絶縁体におけるフォトガルバニック効果とはこの点で異なっており、今後起電力が生成される機構の解明が必要である (Hirose et al. APL)。
また、昨年度の研究成果のうち、W/CoFeBやPt/CoFeBなどのスピン軌道トルクが正確に評価できることを示し、低電流でも観測にかかるジュール加熱による影響を分離できることを実証した結果を論文化した(Marui et al., APEX)。
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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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