• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to project page

2015 Fiscal Year Annual Research Report

トポロジカル絶縁体におけるスピンロックの超低速ミュオンによる検出

Publicly Offered Research

Project AreaFrontier of Materials, Life and Elementary Particle Science Explored by Ultra Slow Muon Microscope
Project/Area Number 26108713
Research InstitutionSophia University

Principal Investigator

後藤 貴行  上智大学, 理工学部, 教授 (90215492)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2016-03-31
Keywordsトポロジカル絶縁体 / 表面スピン構造 / 低速ミュオン
Outline of Annual Research Achievements

本年度は、トポロジカル絶縁体薄膜の表面スピン構造、及び、量子スピン磁性体の基底状態についての研究をミクロプローブであるμSR、NMRを用いて行った。
まず、トポロジカル絶縁体については、東北大との共同研究により、マイカ基板上に製膜した膜厚60nmのテトラジマイト構造Bi1.5Sb0.5TeSe2単結晶試料について、PSIのLEM施設において、μSR実験を二回(ビームタイム3日×2)に分けて行った。この研究は、トポロジカル絶縁体表面内で完全偏極しているスピン構造を明らかにするため、薄膜に平行に横磁場(TF)を印加し、TFに平行・反平行に向いたスピン流の時間反転対称性を破り、面に垂直なキャントを引き出し、これをミュオンの時間スペクトルの変化で検出しようとするものである。
ミュオンの加速電圧を1keVまで落とすことで、50%のミュオンを膜内に止めることができ、さらに100G程度のTF磁場印加に対してもリングアノードの電圧調整によってスポットを的確に試料上に持って来られる。低温5Kにおいて、TF印加(100G)した状態で、表面(加速電圧1keV)では、バルク(3keV)に対し、ナイトシフトの増大(+0.2%程度)、緩和率の増大(3倍程度)、等、いずれも顕著な変化が見出された。しかしながら、これらは結局、金属薄膜(Au)の標準試料においても同程度の変化が見られ、加速電圧の変化によるアーチファクトが大き過ぎることが明らかになった。よって、この方法で表面スピン状態を検知するには、装置の分解能がより高い、JPARCでの実験が必須であろうと考えられる。なお本件の途中経過については、リスト11(ICM2015)で報告している。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (6 results)

All 2016 2015 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Int'l Joint Research] Paul Scherrer Institute(PSI)(スイス)

    • Country Name
      SWITZERLAND
    • Counterpart Institution
      Paul Scherrer Institute(PSI)
  • [Journal Article] Low-energy μSR Study on the Tetradymite Topological Insulator Bi1.5Sb0.5TeSe22015

    • Author(s)
      Takayuki Goto, Kazuki Matsui, Tadashi Adachi, Tomi Ohtsuki, Ngoc Han Tu, Yoichi Tanabe, Katsumi Tanigaki, Isao Watanabe, Zaher Salman, Andreas Suter, Thomas Prokscha
    • Journal Title

      Physics Procedia

      Volume: 75 Pages: 100-105

    • DOI

      doi:10.1016/j.phpro.2015.12.014

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Low-energy μSR study on the tetradymite topological insulator Bi1.5Sb0.5TeSe22016

    • Author(s)
      T. Goto, K. Matsui, Tu Ngoc Han, Yoichi Tanabe, Katsumi Tanigaki
    • Organizer
      Frontier of the Muon Science Applications RIKEN-RAL Muon Facility 25-Years Operation Cerebration
    • Place of Presentation
      理化学研究所(埼玉県和光市)
    • Year and Date
      2016-02-16 – 2016-02-17
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Low-energy μSR study on the thin-film of tetradymite topological insulator Bi1.5Sb0.5TeSe22016

    • Author(s)
      K. Matsui, T. Goto, Tu Ngoc Han, Yoichi Tanabe, Katsumi Tanigaki
    • Organizer
      International USMM &CMSI Workshop
    • Place of Presentation
      東京大学(東京都文京区)
    • Year and Date
      2016-01-05 – 2016-01-09
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Large - area synthesis and nondestructive transfer process of high - quality Bi2-xSbxTe3-ySey films2015

    • Author(s)
      Tu Ngoc Han, Yoichi Tanabe, Yosuke Satake, Khuong, Kim Huynh, Katsumi Tanigaki
    • Organizer
      日本物理学会2015年秋季大会
    • Place of Presentation
      関西大学(大阪府吹田市)
    • Year and Date
      2015-09-16 – 2015-09-19
  • [Presentation] Low-energy SR study on the tetradymite topological insulator Bi1.5Sb0.5TeSe22015

    • Author(s)
      Takayuki Goto, Kazuki Matsui, Tadashi Adachi, Tomi Ohtsuki, Ngoc Han Tu, Yoichi Tanabe, Katsumi Tanigaki, Isao Watanabe, Zaher Salman, Andreas Suter and Thomas Prokscha
    • Organizer
      20th International Conference on Magnetism ICM2015
    • Place of Presentation
      Palau de Congressos de Catalunya(Barcelona, Spain)
    • Year and Date
      2015-07-05 – 2015-07-10
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2017-01-06  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi