2012 Fiscal Year Annual Research Report
半導体表面、トポロジカル絶縁体表面およびそれらのヘテロ界面におけるスピン輸送
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24340069
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
有賀 哲也 京都大学, 理学研究科, 教授 (70184299)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
八田 振一郎 京都大学, 理学研究科, 助教 (70420396)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 表面・界面物性 / スピンエレクトロニクス / 超薄膜 |
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| Research Abstract |
本申請者らは、最近いくつかの半導体表面において、Rashbaスピン軌道相互作用により大きく分裂した金属的2次元表面状態バンドを発見した。これらは、トポロジカル絶縁体と同様に、非磁性体におけるバンド伝導によるスピン輸送という新しい物理現象をもたらす可能性がある。本年度は、新規なヴァレー対称性を有するスピン偏極表面を発見したほか、Rashba系擬二次元電子系における電流誘起スピン偏極現象の検証実験を行った。
Br/Ge(111}表面の角度分解光電子分光、第一原理計算により、この表面が重元素を全く含まないにもかかわらず、r点付近にスピン偏極した表面状態を有することを明らかにした。このスピン偏極表面状態は基盤であるGeのバルクバンドが表面で変調をうけるために生成したものである。これは本質的には界面状態であり、Si/Geヘテロ界面等においても同様のスピン偏極状態が存在することが強く示唆される。多層まく構造のスピントロニクスへ応用が考えられる。
申請者らが開発を進めてきた、高い測定精度を有する表面伝導測定技術をさらに改良し、Rashba系2次元擬自由電子系を有するPb/Ge(111)について、スピン偏極電流(電流誘起スピン偏極)の検証実験を行った。さまざまな非対称性因子をキャンセルするために7端子測定系を構成し精密測定を行った結果、10Kにおいてスピン非対称度は0.001以下であると結論した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
重元素を必要としないスピン偏極状態を発見するなど、当初計画の通りに順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初計画に従って、Rashba系半導体表面、トポロジカル絶縁体表面に関してスピン輸送実験を行うとともに、Rashba系半導体表面における近藤効果、スピン偏極超伝導等の可能性についても検討する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
表面伝導プローブの設計を見直した結果、製作費用および寒剤消費量が低減され、次年度助成金が生じた。次年度は当初計画に沿ってより一層研究を推進するため、計測装置の製作、消耗品費、寒剤費等で使用する。
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Research Products
(8 results)
