2014 Fiscal Year Research-status Report
空間反転対称性がない半導体表面に創成されるスピン物性と単原子層超伝導
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25400316
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
枡富 龍一 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (00397027)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 半導体表面 / ２次元電子系 / 低次元超伝導 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成２６年度は吸着原子が誘起する２次元電子系において走査トンネル分光顕微鏡を用いて微分コンダクタンスの実空間マッピングを行った。空間平均化された微分コンダクタンスから得られた乱れの大きさは、電気抵抗測定から求められたそれと良い一致を示すことが判った。また、奇数充填率においてスピン分離の交換増強効果が微分コンダクタンスの測定により観測された。この交換増強効果の大きさは平均場近似を用いた計算と一致することが判った。走査トンネル分光顕微鏡を用いて乱れの大きさや電子相関の効果が正確に求められることは、今後の磁性原子間の交換相互作用や磁性薄膜の新規な基底状態の探索に非常に有用である。
GaAs劈開表面上に作成された単原子層の鉛は空間反転対称性の破れと強いスピン軌道相互作用のため、通常のパウリ限界の１桁程度強い面内磁場を印加しても超伝導状態があまり影響を受けないことを平成２５年度に報告した。平成２６年度はさらにこの特異な超伝導の詳細な電子状態を調べるためにトンネル分光法による超伝導秩序変数の測定を目指した。このトンネル分光測定を実現するため保護膜を利用して単原子層鉛を大気中に取り出す必要がある。アンチモンをその場で保護膜として蒸着することにより、一度大気中に取り出した単原子層鉛においても再度、冷却した際、明瞭な超伝導転移が観測された。今度、トンネル障壁を作成後にトンネル分光測定を開始する予定である。
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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
平成２６年度は吸着原子が誘起する２次元電子系において電気抵抗測定と走査トンネル分光顕微鏡を用いて比較実験を行った。乱れの大きさや電子相関の大きさについて異なる二つの測定方法で良い一致が見られており、本研究は順調に進展していると思われる。
また、単原子層鉛に保護膜をつけることにより大気中に取り出すことにも成功している。今後、トンネル障壁を作製後にトンネル分光測定を行う予定であり、こちらも順調に進行している。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成２７年度はInSb半導体表面に単原子層程度の磁性薄膜を吸着させた系で微分コンダクタンスの実空間マッピングを行う。本研究では基板に高移動度のInSbを用いているため、非磁性探針を用いた微分コンダクタンスの測定においても、スピンに関する情報を引き出すことが出来る。磁性原子の種類や量を変数として新規な２次元磁性体の基底状態を探索する。
また、単原子層超伝導鉛のトンネル分光測定に関してはトンネル障壁を作成した後に実験を開始する。特に強い面内磁場を印加した時に微分コンダクタンスに異常が現れないかを緻密に調べる予定である。この実験により空間反転対称性が破れた単原子層超伝導体のクーパー対に関する情報を引き出すことが出来ると考えている。
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| Causes of Carryover |
消耗品購入の際、価格変動による少額の差額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度の消耗品購入費に充てる。
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