2016 Fiscal Year Annual Research Report
Peculiar electron spin properties in Rashba systems with valley degree of freedom
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25287070
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
坂本 一之 千葉大学, 融合科学研究科, 教授 (70261542)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小田 竜樹 金沢大学, 数物科学系, 教授 (30272941)
小野 新平 一般財団法人電力中央研究所, 材料科学研究所, 上席研究員 (30371298)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 表面・界面物性 / スピン軌道相互作用 / バレー自由度 / スピン偏極電子バンド / スピントロニクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Tl/Si(110)-(1×1)表面の原子配列の対称性は[00-1]方向に鏡面を1つだけ有し、回転対称性がないp1m1である。このため、同表面のブリルアンゾーン中心のΓ点、[00-1]方向のブリルアンゾーン端のX’ 点と[-110]方向のX点、およびΓ-X’上の全て点はC1h対称性をとる。C1h対称性を有する点においてスピンの向きは、時間反転対称性が無い限りその面に対して垂直方向にロックされている。つまり、Γ-X’上のΓとX’点以外の点ではスピンの向きは変わることができない。Tl/Si(110)-(1×1)表面のラシュバスピンは、等エネルギー面で面内かつ常に同じ方向を向くことをこれまで観測していたが、本年度その要因がΓ-X’上の全て点の対称性がC1hであることによるスピンのロックであることを明らかにし、論文としてまとめた。また、これまでラシュバスピンの向きはΓ点からのラシュバ効果によって論じられてきたが、ブリルアンゾーンの異なる対称点からのラシュバ効果の影響を考えることにより、ラシュバスピンの向きを議論できることを明らかにした。
Ag(111)表面、もしくはSi(111)上に作製したAg(111)薄膜上にTlを蒸着することにより、厚さ２原子層のTl単結晶超薄膜を作製することに成功した。この超薄膜を用い、角度分解光電子分光によりTlの電子バンド構造を実験的に初めてもとめるとともに、スピン分解光電子分光測定によりTl単結晶のブリルアンゾーンのK点においてスピン偏極バンドの存在を確認した。また、電気伝導測定を行ったところ、バルクの2.4Kよりは温度が低いものの0.9Kで超伝導転移することを明らかにした。これらの結果はTl超薄膜がトポロジカル超伝導体となる可能性を秘めていることを示唆している。
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| Research Progress Status |
28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 |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Controlled Modification of Superconductivity in Epitaxial Atomic Layer-Organic Molecule Heterostructures2017
Author(s)
S. Yoshizawa, E. Minamitani, S. Vijayaraghavan, P. Mishra, Y. Takagi, T. Yokoyama, H. Oba, J. Nitta, K. Sakamoto, S. Watanabe, T. Nakayama, and T. Uchihashi
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Journal Title
Nano Lett.
Volume: 17
Pages: 2287-2293
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Nonvortical Rashba spin structure on a surface with C1h symmetry2016
Author(s)
E. Annese, T. Kuzumaki, B. Mueller, Y. Yamamoto, H. Nakano, H. Kato, A. Araki, M. Ohtaka, T. Aoki, H. Ishikawa, T. Hayashida, J. R. Osiecki, K. Miyamoto, Y. Takeichi, A. Harasawa, K. Yaji, T. Shirasawa, K.-i. Nittoh, W. I. Yang, K. Miki, T. Oda, H. W. Yeom, and K. Sakamoto
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Journal Title
Phys. Rev. Lett.
Volume: 117
Pages: 16803-1-5
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] Non-vortical Rashba spin structure induced by the C1h symmetry of the surface2016
Author(s)
K. Sakamoto, E. Annese, T. Kuzumaki, B. Mueller, Y. Yamamoto, H. Ishikawa, H. Nakano, A. Harasawa, Y. Takeichi, K. Yaji, T. Shirasawa, K. Miyamoto, K.-i. Nitto, K. Miki, H.W. Yeom, T. Oda
Organizer
3th International Conference on Atomically Controlled Surfaces, Interfaces and Nanostructures (ACSIN 2016)
Place of Presentation
Rome, Italy
Year and Date
2016-10-09 – 2016-10-15
Int'l Joint Research
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[Presentation] C1h symmetry induced non-vortical Rashba spin structure2016
Author(s)
K. Sakamoto, E. Annese, T. Kuzumaki, B. Mueller, Y. Yamamoto, H. Ishikawa, H. Nakano, A. Harasawa, Y. Takeichi, K. Yaji, T. Shirasawa, K. Miyamoto, K.-i. Nitto, K. Miki, H.W. Yeom, T. Oda
Organizer
39th International Conference on Vacuum Ultraviolet and X-ray Physics (VUVX2016)
Place of Presentation
Zurich, Switzerland
Year and Date
2016-07-03 – 2016-07-08
Int'l Joint Research
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