近接場光磁気効果によるスピン制御

• 研究課題/領域番号: 16K13705
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 光工学・光量子科学
• 研究機関: 国立研究開発法人理化学研究所
• 研究代表者: 小川 直毅 国立研究開発法人理化学研究所, 創発物性科学研究センター, ユニットリーダー (30436539)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2017年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2016年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
• キーワード: スピン偏極光電流 / 光物性 / 光磁気効果

研究成果の概要

高屈折率プリズムを用いた典型的な光近接場励起配置において光の横スピンを発生し, 隣接した物質中のスピン偏極電子との相互作用を電流(スピン偏極電流)として検出することを試みた. 初期試料として, バルクで巨大ラシュバ型スピン分裂効果が知られているBiTeBrを用い, その後表面平坦性の追求のためトポロジカル絶縁体薄膜, またCdSe単結晶と実験を進めたが, 試料の機械的な特性やスピン偏極の程度, またスピン偏極物性の発現する温度/励起波長などの問題により, 光の横スピンの検出には至らなかった.

研究成果

• [雑誌論文] Bulk Rashba Semiconductor and Related Quantum Phenomena (2017)
  • 著者名/発表者名: M. S. Bahramy and N. Ogawa
  • 雑誌名: Advanced Materials 巻: - 号: 25 ページ: 1605911-1605911
  • DOI: 10.1002/adma.201605911
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Zero-bias photocurrent in ferromagnetic topological insulator (2016)
  • 著者名/発表者名: N. Ogawa, R. Yoshimi, K. Yasuda, A. Tsukazaki, M. Kawasaki, and Y. Tokura
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 7 号: 1 ページ: 12246-12246
  • DOI: 10.1038/ncomms12246
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] Photocurrent from surface states and Berry phase (2017)
  • 著者名/発表者名: N. Ogawa
  • 学会等名: CEMS-QPEC Symposium on Emergent Quantum Materials
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2017-01-18
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 磁気スキルミオン物質非相反応答のブリルアン分光 (2017)
  • 著者名/発表者名: 小川直毅、関真一郎、十倉好紀
  • 学会等名: 日本物理学会2017年秋期大会
• [学会発表] Directional photocontrol of electron/spin (2017)
  • 著者名/発表者名: N. Ogawa
  • 学会等名: The 5th RIKEN-NCTU Symposium on Physical and Chemical Sciences
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Photoresponse in magnetic topological insulators (2016)
  • 著者名/発表者名: N. Ogawa
  • 学会等名: The Fifth International Workshop on Nanocarbon Photonics and Optoelectronics (NPO2016)
  • 発表場所: Saimaa, Finland
  • 年月日: 2016-08-01
  • 国際学会 / 招待講演