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強磁性共鳴励起により生成されたスピン流の原子スケールイメージング

研究課題

研究課題/領域番号 16H02109
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 薄膜・表面界面物性
研究機関東京大学

研究代表者

長谷川 幸雄  東京大学, 物性研究所, 教授 (80252493)

研究分担者 AN TOSHU (安東秀)  北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 准教授 (70500031)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
43,030千円 (直接経費: 33,100千円、間接経費: 9,930千円)
2018年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円)
2017年度: 11,310千円 (直接経費: 8,700千円、間接経費: 2,610千円)
2016年度: 24,050千円 (直接経費: 18,500千円、間接経費: 5,550千円)
キーワード走査トンネル顕微鏡 / スピン偏極走査トンネル顕微鏡 / ポテンショメトリ / 強磁性共鳴 / スピン波 / スピン偏極 / スピン流 / スピン偏極トンネル顕微鏡 / 走査プローブ顕微鏡
研究成果の概要

スピン偏極走査トンネル顕微鏡および探針磁化制御技術を確立し、原子レベルの空間分解能でのスピン分析が可能にし、さらに超高真空かつ低温下で動作する走査トンネルポテンショメトリの開発および動作確認を行い、表面構造に起因する欠陥構造に対する電気抵抗を実測することができた。また、超高真空低温STM装置内にマイクロ波を導入し、照射の有無によって磁気コントラストが変化する様子を捉えることにも成功し、強磁性共鳴を局所検出の可能性を示唆する結果を得ることができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

原子一つ一つのスピン・磁化情報や、表面での単一の欠陥構造に起因する電気抵抗を微視的に検出することはこれまでに無い技術であり、その観測は学術的意義が高いと言える。また本研究でその可能性が示唆されたナノサイズ磁性アイランド構造における強磁性共鳴の検出も、その磁気的なダイナミクスを明らかにする上で重要であり、これまでのスピン偏極走査トンネル顕微鏡による静的なスピン・磁化情報と合わせて、強力な磁気分析ツールとなりうる可能性を秘めている。

報告書

(4件)
  • 2019 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (43件)

すべて 2020 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (20件) (うち国際共著 6件、 査読あり 16件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 17件、 招待講演 19件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Bulk ferromagnetic tips for spin-polarized scanning tunneling microscopy2019

    • 著者名/発表者名
      Haze Masahiro、Yang Hung-Hsiang、Asakawa Kanta、Watanabe Nobuyuki、Yamamoto Ryosuke、Yoshida Yasuo、Hasegawa Yukio
    • 雑誌名

      Review of Scientific Instruments

      巻: 90 号: 1 ページ: 0137041-5

    • DOI

      10.1063/1.5063759

    • NAID

      120006607263

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Role of one-dimensional defects in the electrical transport through Si(111) - 7×7 surface states2019

    • 著者名/発表者名
      Hamada Masayuki, Hasegawa Yukio
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 99 号: 12 ページ: 1254021-5

    • DOI

      10.1103/physrevb.99.125402

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Defect-induced electronic structures on SnSe surface2019

    • 著者名/発表者名
      Kanta Asakawa, Fumikazu Oguro, Yasuo Yoshida, Hideaki Sakai, Noriaki Hanasaki, Yukio Hasegawa
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 58 号: SI ページ: SIIA06-SIIA06

    • DOI

      10.7567/1347-4065/ab147d

    • NAID

      210000156432

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Scanning tunneling microscopy on cleaved Mn 3Sn(0001) surface2019

    • 著者名/発表者名
      Hung-Hsiang Yang, Chi-Cheng Lee, Yasuo Yoshida, Muhammad Ikhlas, Takahiro Tomita, Nugroho Agung Agustinus, Taisuke Ozaki, Satoru Nakatsuji, Yukio Hasegawa
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 号: 1 ページ: 9677-9677

    • DOI

      10.1038/s41598-019-45958-7

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 走査トンネル顕微鏡による起動秩序の直接観察:物質表面に現れる新たな秩序2019

    • 著者名/発表者名
      吉田靖雄、Howon Kim、Chi-Cheng Lee、長谷川幸雄
    • 雑誌名

      固体物理

      巻: 54 ページ: 19-28

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] SPM特集号「プローブ顕微鏡によるナノサイエンスの最前線」企画趣旨2018

    • 著者名/発表者名
      HASEGAWA Yukio
    • 雑誌名

      表面と真空

      巻: 61 号: 10 ページ: 630-631

    • DOI

      10.1380/vss.61.630

    • NAID

      130007496930

    • ISSN
      2433-5835, 2433-5843
    • 年月日
      2018-10-10
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] プローブ顕微鏡で切り開くこれからの研究2018

    • 著者名/発表者名
      HASEGAWA Yukio
    • 雑誌名

      表面と真空

      巻: 61 号: 9 ページ: 609-610

    • DOI

      10.1380/vss.61.609

    • NAID

      130007474863

    • ISSN
      2433-5835, 2433-5843
    • 年月日
      2018-09-10
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Unconventional superconductivity in the single-atom-layer alloy Si(111)-√3×√3-(Tl,Pb)2018

    • 著者名/発表者名
      Nakamura T.、Kim H.、Ichinokura S.、Takayama A.、Zotov A. V.、Saranin A. A.、Hasegawa Y.、Hasegawa S.
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 98 号: 13 ページ: 1345051-6

    • DOI

      10.1103/physrevb.98.134505

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 走査プローブ顕微鏡による物性研究2018

    • 著者名/発表者名
      長谷川幸雄
    • 雑誌名

      固体物理

      巻: 53 ページ: 575-585

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Atomic-scale visualization of surface-assisted orbital order2017

    • 著者名/発表者名
      Kim Howon、Yoshida Yasuo、Lee Chi-Cheng、Chang Tay-Rong、Jeng Horng-Tay、Lin Hsin、Haga Yoshinori、Fisk Zachary、Hasegawa Yukio
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 3 号: 9

    • DOI

      10.1126/sciadv.aao0362

    • NAID

      130006245146

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Experimental verification of the rotational type of chiral spin spiral structures by spin-polarized scanning tunneling microscopy2017

    • 著者名/発表者名
      Haze Masahiro、Yoshida Yasuo、Hasegawa Yukio
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 号: 1 ページ: 13269-13269

    • DOI

      10.1038/s41598-017-13329-9

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Break voltage of Au single-atom contacts formed by junction closure2017

    • 著者名/発表者名
      Wakasugi Shinsaku、Kurokawa Shu、Kim Howon、Hasegawa Yukio、Sakai Akira
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 121 号: 24 ページ: 2443041-8

    • DOI

      10.1063/1.4990948

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Role of the substrate in the formation of chiral magnetic structures driven by the interfacial Dzyaloshinskii-Moriya interaction2017

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Haze, Yasuo Yoshida, Yukio Hasegawa
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B, Rapid communications.

      巻: 95 号: 6 ページ: 060415-060415

    • DOI

      10.1103/physrevb.95.060415

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Dirac Fermions in Borophene2017

    • 著者名/発表者名
      Baojie Feng, Osamu Sugino, Ro-Ya Liu, Jin Zhang, Ryu Yukawa, Mitsuaki Kawamura, Takushi Iimori, Howon Kim, Yukio Hasegawa, Hui Li, Lan Chen, Kehui Wu, Hiroshi Kumigashira, Fumio Komori, Tai-Chang Chiang, Sheng Meng, Iwao Matsuda
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett.

      巻: 118 号: 9 ページ: 096401-096401

    • DOI

      10.1103/physrevlett.118.096401

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Electrical Conductivity through a Single Atomic Step Measured with the Proximity- Induced Superconducting Pair Correlation2016

    • 著者名/発表者名
      Howon Kim, Shi-Zeng Lin, Matthias J. Graf, Yoshinori Miyata, Yuki Nagai, Takeo Kato,and Yukio Hasegawa
    • 雑誌名

      PHYSICAL REVIEW LETTERS

      巻: 117 号: 11 ページ: 1168021-5

    • DOI

      10.1103/physrevlett.117.116802

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Compressed Sensing in Scanning Tunneling Microscopy / Spectroscopy for Observation of Quasi-Particle Interference2016

    • 著者名/発表者名
      Yoshinori Nakanishi-Ohno, Masahiro Haze, Yasuo Yoshida, Koji Hukushima, Yukio Hasegawa
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 85 号: 9 ページ: 093702-093702

    • DOI

      10.7566/jpsj.85.093702

    • NAID

      210000134067

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Spatial variation in local work function as an origin of moir? contrast in scanning tunneling microscopy images of Pb thin films/Si(111)2016

    • 著者名/発表者名
      Kim Howon、Hasegawa Yukio
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 55 号: 8S1 ページ: 08NA03-08NA03

    • DOI

      10.7567/jjap.55.08na03

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Superconducting proximity effect on a Rashba-split Pb/Ge(111)-β√3 × √3 surface2016

    • 著者名/発表者名
      Kim Howon、Miyata Yoshinori、Hasegawa Yukio
    • 雑誌名

      Superconductor Science and Technology

      巻: 29 号: 8 ページ: 0840061-6

    • DOI

      10.1088/0953-2048/29/8/084006

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct visualization of surface phase of oxygen molecules physisorbed on Ag(111) surface: A two-dimensional quantum spin system2016

    • 著者名/発表者名
      Shunji Yamamoto, Yasuo Yoshida, Hiroshi Imada, Yousoo Kim, and Yukio Hasegawa
    • 雑誌名

      Physical Review B, Rapid communications

      巻: 93 号: 8 ページ: 081408-081408

    • DOI

      10.1103/physrevb.93.081408

    • NAID

      130006246705

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Insensitivity of atomic point contact conductance to a moiré structure2016

    • 著者名/発表者名
      Howon Kim and Yukio Hasegawa
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 93 号: 7 ページ: 0754091-6

    • DOI

      10.1103/physrevb.93.075409

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Superconductivity at Surfaces Studied by Scanning Tunneling Microscopy2020

    • 著者名/発表者名
      Yukio Hasegawa
    • 学会等名
      47th Conference on the Physics and Chemistry of Surfaces and Interfaces (PCSI-47)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Superconductivity at Surfaces studied by Scanning Tunneling Microscopy2020

    • 著者名/発表者名
      Yukio Hasegawa
    • 学会等名
      2020 Annual Meeting of the Physical Society of Taiwan
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Roles of structural defects on vortices in atomically-thin superconductors2019

    • 著者名/発表者名
      Yukio Hasegawa
    • 学会等名
      Vortex 2019 conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Real-space observation of surface orbital order by scanning tunneling microscopy2019

    • 著者名/発表者名
      Yukio Hasegawa, Yasuo Yoshida, and Howon Kim
    • 学会等名
      The 10th International Conference on Materials for Advanced Technologies (ICMAT 2019)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Surface states superconductivity by scanning tunneling microscopy2019

    • 著者名/発表者名
      Yukio Hasegawa
    • 学会等名
      Nano- And Ultrafast Surface Sciences (NUSS) Workshop
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 走査トンネル顕微鏡に探る表面電子状態2019

    • 著者名/発表者名
      長谷川幸雄
    • 学会等名
      2019 年日本表面真空学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Conductance through point contacts formed in atomic precision2018

    • 著者名/発表者名
      Yukio Hasegawa
    • 学会等名
      International Conference on Low-dimensional Quantum Materials
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Dzyaloshinskii-Moriya相互作用によるMn超薄膜のカイラル磁性2018

    • 著者名/発表者名
      吉田靖雄
    • 学会等名
      日本物理学会第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] eal-space Observation of Surface-assisted Orbital Order by Scanning Tunneling Microscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Yukio Hasegawa
    • 学会等名
      International Conference on Multi-Condensate Superconductivity and Superfluidity in Solids and Ultra-cold Gases
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] プローブ顕微鏡による局所物性評価2018

    • 著者名/発表者名
      長谷川幸雄
    • 学会等名
      分子研研究会「有機デバイスを用いた量子状態制御の新展開」
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Gap-dependent imaging in scanning tunneling microscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Yukio Hasegawa
    • 学会等名
      The 2018 International Conference on Nanoscience + Technology
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Real-space observation of surface orbital order by STM2018

    • 著者名/発表者名
      Yukio Hasegawa, Yasuo Yoshida, and Howon Kim
    • 学会等名
      International Workshop: New Developments in STM on Surfaces of Functional Materials
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Real-space observation of surface orbital order by scanning tunneling microscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Yukio Hasegawa, Yasuo Yoshida, and Howon Kim
    • 学会等名
      The 3rd Asia-Pacific Symposium on Solid Surfaces & Cross-Strait Symposium on Solid Surfaces
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Surface-induced orbital ordering in a strongly-correlated superconductor revealed by gap-dependent scanning tunneling microscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Yoshida, H. Kim, C.-C. Lee, T.-R. Chang, H.-T. Jeng, H. Lin, Y. Haga, Z. Fisk and Y. Hasegawa
    • 学会等名
      14th International Conference on Atomically Controlled Surfaces, Interfaces and Nanostructures (ACSIN-14)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Superconducting proximity effects with 2D metallic layers and ferromagnetic materials2017

    • 著者名/発表者名
      Yukio Hasegawa, and Howon Kim
    • 学会等名
      CECAM Workshops "Superconductivity in atomically thin materials and heterostructures"
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Site-specific superconducting atomic contacts studied by scanning tunneling microscopy2017

    • 著者名/発表者名
      Yukio Hasegawa
    • 学会等名
      American Vacuum Society (AVS) 64th International Symposium
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Nano-scale superconducting contacts investigated by cryogenic scanning tunneling microscopy2017

    • 著者名/発表者名
      Yukio Hasegawa, and Howon Kim
    • 学会等名
      Advanced scanning probe microscopy (ASPM) 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 走査トンネル顕微鏡によるスピン・超伝導特性のナノスケール計測2016

    • 著者名/発表者名
      長谷川幸雄
    • 学会等名
      分子研コロキウム
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Nano-scale superconducting contacts studied by scanning tunneling microscopy2016

    • 著者名/発表者名
      Yukio Hasegawa, Howon Kim
    • 学会等名
      20th International Vacuum Congress (IVC-20)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Surface and Step Conductance Characterized by Superconducting Proximity Effect2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Hasegawa, H. Kim, and Y. Miyata
    • 学会等名
      The 24th International Colloquium on Scanning Probe Microscopy (ICSPM24)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Pb/Si(111)上に観察されるモアレ構造の点接触電気伝導計測による起源解明2016

    • 著者名/発表者名
      Howon Kim, 長谷川幸雄
    • 学会等名
      日本物理学会2016年秋季大会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Experimental verification of the rotational sense of Mn thin films on W(110)2016

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Haze, Yasuo Yoshida, and Yukio Hasegawa
    • 学会等名
      6th Spin-Polarized Scanning Tunneling Microscopy International Conference (SPSTM2016)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] 走査トンネル顕微鏡による電子軌道秩序の直接観察

    • URL

      http://www.issp.u-tokyo.ac.jp/maincontents/news2.html?pid=2480

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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