2020 Fiscal Year Annual Research Report
Spectroscopic investigation for optical generation/control of surface spincurrent
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18H01875
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
荒船 竜一 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, 主任研究員 (50360483)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高木 紀明 京都大学, 人間・環境学研究科, 教授 (50252416)
石田 浩 日本大学, 文理学部, 教授 (60184537)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 二光子光電子分光 / 光励起スピン流 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
スピンの流れ－スピン流－はスピントロニクスが生み出した最も興味深い概念の一つである。
アップスピン電子の集団が運動量+k を持ち、同数のダウンスピン電子の集団が-kの運動量を持 つとき電流は流れない。しかし-k 方向に運動するダウンスピンの流れは+k 方向に運動するアッ プスピンの流れに相当しスピンの流れが残る。この状態を純スピン流とよぶ。またスピン流も電 流も流れるときスピン偏極電流と呼ぶ。非占有状態にスピン偏極バンドがある場合、そのバンド に光励起させることにより、スピン流を創りだすことができる。
レーザー光電子分光により、固体表面における占有・非占有状態の電子状態を調べ、光励起スピン流の性質とスピン軌道相互作用の影響を調べた。グラフェン/Ir(111)を主な測定対象とし、表面非占有状態の代表例である鏡像電荷バンドを詳細に測定した。
理論面ではエムベッディッド・グリーン関数法を発展させた。スピン軌道相互作用を考慮することを可能にし、さらにモアレ系を含む比較的大きなユニットセルでも半無限固体結晶表面の電子バンド構造を計算可能になった。
（光励起）スピン流研究の多くは、（正/逆）スピンホール効果に由来した伝導測定を用いた研究である。本研究はそれらの研究に対して分光学的側面から解明を目指したものであり、補完的な情報を提供できる。
光励起状態はフェムト・ピコ秒オーダーの本質的に超高速現象であり、短パルスレーザーを用いる本手法は光励起スピン流の本質に直接アプローチ可能なものである。
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| Research Progress Status |
令和2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 |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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