2017 Fiscal Year Research-status Report
偏光ESR法によるバレートロニクス物質の微視的評価とバレースピンポンピング
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16K04882
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
大島 勇吾 国立研究開発法人理化学研究所, 加藤分子物性研究室, 専任研究員 (10375107)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 単層遷移金属ダイカルコゲナイド / 電子スピン共鳴 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、電子の「バレー」という量子力学的な内部自由度を有する単層遷移金属ダイカルコゲナイドが着目されているが、これら物質のg値やスピン軌道相互作用といったバレーの微細構造は明らかになっていない。本研究はミリ波～サブミリ波領域のワイヤーグリッド偏光子を用いた偏光電子スピン共鳴(ESR)プローブを新たに開発し、バンドやバレーが制御された単層遷移金属ダイカルコゲナイドにおいてESRを観測することによってバレートロニクス物質の微細構造を明らかにすることを目的とする。
昨年度は主に偏光ESRプローブに利用するワイヤーグリッド偏光子の作製を行い、そのキャラクタリゼーションを行った。昨年度に納入される予定だったInSb光検出器が今年度になってようやく納品され、偏光ESRプローブがようやく完成する運びとなった。しかしながら、ESRの検出感度を稼ぐためにワイヤーグリッド偏光子の直下にInSb光検出器を配置したが、InSbが強磁場の影響を受け本来の性能が現在出せていない。今後は、InSb光検出器の適正なバイアス電圧を検討し、検出感度を向上させていく必要がある。
一方で、従来の共振器を用いた方法で単層MoS2の測定を行い、ブロードな線幅の信号が観測された。しかしながら、この信号が単層MoS2のESRなのか伝導キャリアによるサイクロトロン共鳴なのかは現在よくわかっていない。
本研究の最終年度となる来年度は、光励起やゲート電圧でバレーを制御し、このブロードな信号の起源を明らかにしていきたい。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
初年度に納入されるはずだったInSb光検出器が、メーカーの都合で納品が大幅に遅れたため、今年度の進捗状況も引き続き遅れている。遅れを取り戻すべく、来年度は完成した偏光ESR装置を使ってESR測定を行っていきたい。
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| Strategy for Future Research Activity |
徐々に検出感度等の性能を上げていく必要はあるが、偏光ESR測定装置はひとまず完成したので、今後はこの装置を使って単層遷移金属ダイカルコゲナイドのESR測定を行っていきたい。一方で、従来の共振器を用いた方法で、単層MoS2で測定を行ったが、観測された信号の起因がよくわかっていない。来年度はゲート電圧を印加したり、レーザーで円偏光励起することによって、観測された信号がどう変化するかを検証していく。これにより、系のバレーの微細構造を明らかにしていきたい。
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| Causes of Carryover |
（理由）初年度に納入予定だったInSb光検出器の納品が遅れ、研究計画ならびに研究予算の執行状況に全体的な遅れが生じているため。
（使用計画）繰り越した額は、最終年度に全額利用する予定である。
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Research Products
(4 results)
