2014 Fiscal Year Annual Research Report
半導体劈開表面に形成された金属単原子層膜の超伝導と磁性の研究
| Project/Area Number |
26287072
|
|---|
| Research Institution | The University of Tokyo |
|---|
Principal Investigator |
岡本 徹 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (60245371)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
|
| Keywords | 表面物性 / 低温物性 / Rashba効果 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
我々は、以前の研究において、Pb単原子層膜の超伝導転移温度の平行磁場依存性が、強いRashba効果のもとに形成される秩序変数の位相が空間変化する２次元超伝導相に対する計算によって定量的に再現できることを示した（Sekihara et al. Phys. Rev. Lett. 111, 057005 (2013)）。本年度は、Inの単原子層膜、Bi、Alの超薄膜に研究を拡張することにより、平行磁場下での超伝導状態の「丈夫さ」が、スピン軌道相互作用の強さに関連していることを明らかにし、モデルの正当性を確認した。また、Rashbaスピン分裂の大きさが小さい場合に対してモデルの拡張を行い、Inの単原子層膜に対する実験結果を再現することに成功した。
本研究では、さまざまな元素および合金を用いて単原子層膜の作製を試みることを計画しているが、絶縁化する原子密度や熱処理条件などは、本測定を行う前に押さえておいたほうが効率的である。そのために、室温から4.2 Kまでを短時間で冷却し、同程度の時間で昇温できる装置を製作した。
磁性に関する研究として、Feの超薄膜に対して極低温・強磁場下での電気伝導の測定を行った。大きな異常ホール効果が観測された。ホール角は金属鉄に対して行われた先行研究よりも大きい値が得られた。また、縦抵抗および異常ホール抵抗のいずれにおいても温度の対数に比例した変化が観測された。ホール伝導率の温度係数は先行研究よりも大きなものが得られた。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
蒸着物質を変えた研究から、Pb単原子層膜の実験結果を説明したモデルの検証に成功した。また、磁性超薄膜の電気伝導測定を開始した。さらに、次年度以降の研究を効率化するため、試料作製条件を最適化するためにシステムを構築した。
|
| Strategy for Future Research Activity |
超伝導に関しては、トンネル分光測定などの研究を推進する。また、磁性に関しては２次元スピングラスなどへ研究を拡張する。
|
Research Products
(6 results)
