| 研究課題/領域番号 |
20H00347
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(A)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 審査区分 |
中区分29:応用物理物性およびその関連分野
|
|---|
| 研究機関 | 広島大学 |
|---|
研究代表者 |
奥田 太一 広島大学, 放射光科学研究センター, 教授 (80313120)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
|
| 配分額 *注記 |
45,890千円 (直接経費: 35,300千円、間接経費: 10,590千円)
2023年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2022年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2021年度: 13,260千円 (直接経費: 10,200千円、間接経費: 3,060千円)
2020年度: 22,620千円 (直接経費: 17,400千円、間接経費: 5,220千円)
|
|---|
| キーワード | スピン分解光電子分光 / トポロジカル相転移 / キラリティ誘起スピン選択（CISS)効果 / オペランド電子分光 / 放射光・レーザー / スピントロニクス / スピン・角度分解光電子分光 / 外場印加下光電子分光 / マイクロビーム / カイラル誘起スピン選択効果 / オペランド分光 / キラリティ誘起スピン選択効果 / 放射光 / オペランド / トポロジカル物質 / 放射光微小ビーム |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
トポロジカル絶縁体に代表されるトポロジカル物質は表面に存在する理論上100%スピン偏極した特殊な表面電子状態を利用することで、スピントロニクスデバイス実現のキーマテリアルとなると考えられている。実際にスピントロニクスデバイスへ応用する際には、温度や磁場、圧力といった様々な外場に対する電子状態の応答を解明することがデバイスの安定性や、機能性デバイス創世の観点から重要である。そこで本研究では我々の保持する世界最高性能のスピン・角度分解光電子分光装置に集光ミラーによりマイクロサイズに集光した放射光ビームを導入し、トポロジカル物質の電子状態を効率よく観測し、トポロジカル物質の外場応答を解明する。
|
| 研究成果の概要 |
スピン・角度分解光電子分光を外場（温度、圧力、電場など）を印加しながら行い、トポロジカル相転移等を解明することを目指した。
試料ホルダーとマニピュレータの改造により試料に圧力・電場勾配などを生じさせ、ミラー等で励起光を微小に絞り、試料上の位置を変化させることで、効率よく外場変化による電子状態変化を観測できる、顕微スピンARPESシステムを完成させた。これを用いて、圧力や温度変化によるトポロジカル物質の電子状態変化や、キラル物質に電流を流すとスピン偏極電流が生じるCISS効果の検証などで行った。その結果、圧力印加による電子状態変化や、キラル物質からの螺旋状の光電子分布等、新たな物理現象を発見した。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、圧力や温度によるトポロジカル相転移や電流によるCISS効果などの解明をするため、オペランド顕微スピン角度分解光電子分光装置を開発した。トポロジカル物質の研究は物性物理において主要な研究分野であるとともに、オペランド分光や顕微分光は光電子分光業界で急速にニーズが高まっていることから、本研究で得られた成果やノウハウは当該分野の発展に寄与することが予想される。また、現在スピントロニクスなどの次世代デバイス開発研究が精力的に行われているが、開発した装置は共同利用施設であるHiSORに設置され、国内外のユーザーが利用可能であり、スピントロニクス材料等の研究に広く貢献することが期待できる。
|
