結晶表面に作成した低次元金属の物性

• 研究課題/領域番号: 21340083
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物性Ⅰ
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 有賀 哲也 京都大学, 大学院・理学研究科, 教授 (70184299)
• 研究分担者: 奥山 弘 京都大学, 大学院・理学研究科, 准教授 (60312253)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 19,110千円 (直接経費: 14,700千円、間接経費: 4,410千円); 2011年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2010年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円); 2009年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
• キーワード: 表面・界面物性 / スピントロニクス / 超薄膜 / 低次元金属 / 半導体表面 / 電子状態 / ラシュバ効果 / スピンエレクトロニクス / スピン軌道相互作用 / 表面構造

研究概要

固体表面上に形成された低次元金属においては、電子と電子の間の相互作用、電子と格子の間相互作用、あるいはラシュバ型スピン軌道相互作用によって、さまざまな興味深い低次元物性が発現する。本研究では、将来の半導体スピントロニクスの基盤となる半導体表面上低次元金属において、さまざまなタイプのラシュバ型スピン偏極状態を発見した。また、ケイ素表面上の低次元インジウム単原子層における金属-絶縁体相転移が擬一次相転移であることを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Spin-polarized surface states on Br/Ge(111)-(1x1): Surface spin polarization without heavy elements (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Ohtsubo, S Hatta, N Kawai, A Mori, Y Takeichi, K Yaji, H Okuyama, T. Aruga
  • 雑誌名: Phys. Rev B 巻: 86
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural and electronic properties of the Pb/Ge(111)-β(√3×√3)R30° surface studied by photoelectron spectroscopy and first-principles calculations (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Yaji, S. Hatta, H. Okuyama, T. Aruga
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 86 号: 23 ページ: 235317-235322
  • DOI: 10.1103/physrevb.86.235317
  • 査読あり
• [雑誌論文] A metallic surface state with uniaxial spin polarization on Tl/Ge(111)-(1×1) (2012)
  • 著者名/発表者名: Y Ohtsubo, S Hatta, H Okuyama, T Aruga
  • 雑誌名: Journal of Physics : Condensed Matter 巻: 24 号: 9 ページ: 092001-092001
  • DOI: 10.1088/0953-8984/24/9/092001
  • 査読あり
• [雑誌論文] "Dynamical fluctuations in In nanowires on Si (111)" (2011)
  • 著者名/発表者名: ] S. Hatta, Y. Ohtsubo, T. Aruga, S.Miyamoto, H. Okuyama, H. Tajiri, O. Sakata
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 84 号: 24
  • DOI: 10.1103/physrevb.84.245321
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure determination of Pb/Ge(111)-β-(√3×√3) R30° by dynamical low-energy electron diffraction analysis and first-principles calculation (2011)
  • 著者名/発表者名: Yoshiyuki Ohtsubo, Hiroshi Muto, Koichiro Yaji, Shinichiro Hatta, Hiroshi Okuyama, Tetsuya Aruga
  • 雑誌名: Journal of Physics : Condensed Matter 巻: 23 号: 43 ページ: 435001-435001
  • DOI: 10.1088/0953-8984/23/43/435001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure determination of Pb/Ge(111)-β-(√<3>x√<3>)R30° by dynamical low-energy electron diffraction and first-principles calculation (2011)
  • 著者名/発表者名: 大坪嘉之, 他5名
  • 雑誌名: J.Phys. : Condens.Matter 巻: 23
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynamical fluctuation in In nanowires on Si (111) (2011)
  • 著者名/発表者名: 八田振一郎, 他6名
  • 雑誌名: Phys.Rev.B 巻: 84
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spin-polarized semiconductor surface states localized in subsurface layers (2010)
  • 著者名/発表者名: Y Ohtsubo, S Hatta, K Yaji, H Okuyama, K Miyamoto, T Okuda, A Kimura, H. Namatame, M. Taniguchi, T. Aruga
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 82 号: 20
  • DOI: 10.1103/physrevb.82.201307
  • NAID: 120002709541
  • 査読あり
• [雑誌論文] Large Rashba spin splitting of a metallic surface-state band on a semiconductor surface (2010)
  • 著者名/発表者名: K Yaji, Y Ohtsubo, S Hatta, H Okuyama, K Miyamoto, T Okuda, A Kimura, H, Namatame, M. Taniguchi, T. Aruga
  • 雑誌名: Nature commun 巻: 1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spin-polarized semiconductor surface states localized in subsurface layers (2010)
  • 著者名/発表者名: 大坪嘉之, 他9名
  • 雑誌名: Phys.Rev.B 巻: 82
  • 査読あり
• [雑誌論文] Epitaxial growth of Bi films on Ge(111) (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Hatta, Y. Ohtsubo, S. Miyamoto, H. Okuyama, T. Aruga
  • 雑誌名: Appl. Surf. Sci 巻: 256 号: 4 ページ: 1252-1256
  • DOI: 10.1016/j.apsusc.2009.05.079
  • 査読あり
• [雑誌論文] Large Rashba spin splitting of surface resonance bands on semiconductor surface (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Hatta, T. Aruga, Y. Ohtsubo and H.Okuyama
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 80 号: 11
  • DOI: 10.1103/physrevb.80.113309
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure determination of Bi/Ge(111)-(√3×√3)R30°by dynamical low-energy electron diffraction analysis and scanning tunneling microscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Ohtsubo, S. Hatta, K. Yaji, H. Okuyama and T. Aruga
  • 雑誌名: J. Phys.: Condens. Matter 巻: 21 号: 40 ページ: 405001-405001
  • DOI: 10.1088/0953-8984/21/40/405001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure determination of Bi/Ge(111)-(√<3>×√<3>)R30°by dynamical low-energy electron diffraction analysis and scanning tunneling microscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Ohtsubo, S.Hatta, M.Iwata, K.Yaji, H.Okuyama, T.Aruga
  • 雑誌名: J.Phys. : Condens.Matter 21
  • 査読あり
• [雑誌論文] Large Rashba spin splitting of surface resonance bands on semiconductor surface (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Hatta, T.Aruga, Y.Ohtsubo, H.Okuyama
  • 雑誌名: Phys.Rev.B 80
  • 査読あり
• [雑誌論文] Epitaxial growth of Bi films on Ge (111) (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Hatta, Y.Ohtsubo, S.Miyamoto, H.Okuyama, T.Aruga
  • 雑誌名: Appl.Surf.Sci. 256 ページ: 1252-1256
  • 査読あり
• [学会発表] Spin-polarized electronic states at surfaces and interfaces of Ge (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Aruga
  • 学会等名: The 10th Japan-Russia Seminar on Semiconductor Surfaces
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-09-16
• [学会発表] 重元素吸着Ge(111)表面のスピン偏極状態と電気伝導 (2012)
  • 著者名/発表者名: 八田振一郎、有賀哲也
  • 学会等名: 第4回放射光若手研究会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-08-29
• [学会発表] Spin-polarized surface states induced by spin-orbit interaction on semiconductor surfaces (2012)
  • 著者名/発表者名: 有賀哲也
  • 学会等名: 村田セミナー
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-07-29
• [学会発表] Large Rashba spin splitting on semiconductor surfaces (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Aruga
  • 学会等名: Collaborative Conference on Materials Research
  • 発表場所: Seoul
  • 年月日: 2012-06-25
• [学会発表] Spin-polarized metallic surface states induced by spin-orbit interaction on semiconductors without heavy elements (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Ohtsubo, S. Hatta, K. Yaji, H. Okuyama, and T. Aruga
  • 学会等名: 29th European Conference on Surface Science, Edinburgh
• [学会発表] 半導体表面上でスピン偏極した金属的表面状態 (2012)
  • 著者名/発表者名: 矢治光一郎
  • 学会等名: 第4回放射光若手研究会
  • 発表場所: 東京
  • 招待講演
• [学会発表] Pb/Ge/Si(111)-(1x1)表面の構造と電子状態 (2012)
  • 著者名/発表者名: 林幸広
  • 学会等名: 日本物理学会2012年秋季大会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] Large Rashba Spin Splitting on Semiconductor Surfaces" (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Aruga
  • 学会等名: 29th International Brandt Ritchie Workshop on Particle Penetration Phenomena and Excitations of Solids
  • 発表場所: Matsue
• [学会発表] Large Rasha spin splitting on semiconductor surfaces (2011)
  • 著者名/発表者名: 有賀哲也
  • 学会等名: 29th International Brandt Ritchie Workshop
  • 発表場所: くにびきメッセ(松江市)(招待講演)
• [学会発表] First-order transition following precursory relaxation of Peierls distortion on In/Si(111) (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Hatta, S. Miyamoto, Y. Ohtsubo, H. Tajiri, O. Sakata, H. Okuyama, T. Aruga
  • 学会等名: 18th International Vacuum Congress
  • 発表場所: Beijing
• [学会発表] Rashba spin-orbit interaction in metallic semiconductor surface states (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Yaji, Y. Ohtsubo, S. Hatta, H. Okuyama, T. Aruga
  • 学会等名: 18th International Vacuum Congress
  • 発表場所: Beijing
• [学会発表] Spin polarization of Shockley-type semiconductor surface state (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Ohtsubo, K. Yaji, S. Hatta, H. Okuyama, K. Miyamoto, T. Okuda, A. Kimura, H. Namatame, M. Taniguchi, T. Aruga
  • 学会等名: 37th International Conference on Vacuum Ultraviolet and X-ray Physics
  • 発表場所: Vancouver
• [学会発表] Rashba spin splitting of a monolayer Pb-covered Ge(111) surface (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Yaji, Y. Ohtsubo, S. Hatta, H. Okuyama, K. Miyamoto, T. Okuda, A. Kimura, H. Namatame, M. Taniguchi, T. Aruga
  • 学会等名: 37th International Conference on Vacuum Ultraviolet and X-ray Physics
  • 発表場所: Vancouver
• [学会発表] Rashba spin splitting at semiconductor surfaces (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Aruga
  • 学会等名: SSSJ-A3 Foresight Joint Symposium on Nanomaterials and Nanostructures
  • 発表場所: Tokyo
• [学会発表] Rashba Effect at Surfaces (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Aruga
  • 学会等名: The 4th International Workshop on Spin Currents & 2nd International Workshop on Spincaloritronics
  • 発表場所: 東北大学
• [学会発表] Rashba Effect at Surfaces (2010)
  • 著者名/発表者名: 有賀哲也
  • 学会等名: 4th International Workshop on Spin Currents & 2nd International Workshop on Spincaloritronics
  • 発表場所: 東北大学
• [学会発表] 表面X線回折法によるIn/Si(111)-(4×1)表面の相転移の研究II (2010)
  • 著者名/発表者名: 八田振一郎, 宮本早苗, 大坪嘉之, 田尻寛男, 坂田修身, 奥山弘, 有賀哲也
  • 学会等名: 日本物理学会第65回年次大会
  • 発表場所: 岡山大学
• [学会発表] Geに由来する表面状態の Rashba スピン分裂構造 (2010)
  • 著者名/発表者名: 大坪嘉之, 矢治光一郎, 八田振一郎, 奥山弘, 官本幸治, 奥田太一, 木村昭夫, 生天目博文, 谷口雅樹, 有賀哲也
  • 学会等名: 日本物理学会第65回年次大会
  • 発表場所: 岡山大学
• [学会発表] Pb/Ge(111)-β(√<3>×√<3>)R30°の表面構造と電子状態 (2010)
  • 著者名/発表者名: 矢治光一郎, 大坪嘉之, 武藤宏, 八田振一郎, 奥山弘, 有賀哲也
  • 学会等名: 日本物理学会第65回年次大会
  • 発表場所: 岡山大学
• [学会発表] Rashba spin splitting of metallic surface state for 4/3-monolayer Pb/Ge(111) (2009)
  • 著者名/発表者名: 矢治光一郎, 大坪嘉之, 八田振一郎, 奥山弘, 宮本幸治, 奥田太一, 木村昭夫, 生天目博文, 谷口雅樹, 有賀哲也
  • 学会等名: 第5回放射光表面科学部会シンポジウム
  • 発表場所: 奈良県新公会堂
  • 年月日: 2009-10-05
• [学会発表] Large Rashba spin splitting on Bi/Ge(111)-(√<3>×√<3>)R30° (2009)
  • 著者名/発表者名: 大坪嘉之, 矢治光一郎, 八田振一郎, 奥山弘, 宮本幸治, 奥田太一, 木村昭夫, 生天目博文, 谷口雅樹, 有賀哲也
  • 学会等名: 第5回放射光表面科学部会シンポジウム
  • 発表場所: 奈良県新公会堂
  • 年月日: 2009-10-05
• [学会発表] 表面におけるRashba効果 (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Aruga
  • 学会等名: 第1回岩澤コンファレンス
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2009-05-30
• [学会発表] 表面における Rashba 効果 (2009)
  • 著者名/発表者名: 有賀哲也
  • 学会等名: 第1回岩澤コンファレンス (2009.5.30, 東京)
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2009-05-30
• [学会発表] Large Rashba spin splitting on Bi/Ge(111)-(√3×√3)R30° (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Ohtsubo, K. Yaji, S. Hatta, H. Okuyama, K. Miyamoto, T. Okuda, A. Kimura, H. Namatame, M. Taniguchi, T. Aruga
  • 学会等名: 11th International Conference on Electronic Spectroscopy and Structure
  • 発表場所: Nara
• [学会発表] Rashba spin splitting of metallic surface state for 4/3-monolayer Pb/Ge(111) (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Yaji, Y. Ohtsubo, S. Hatta, H. Okuyama, K. Miyamoto, T. Okuda, A. Kimura, H. Namatame, M. Taniguchi, and T. Aruga
  • 学会等名: 11th International Conference on Electronic Spectroscopy and Structure (ICESS-11)
  • 発表場所: Nara
• [学会発表] Giant Rashba spin splitting of surface-resonance bands on Bi/Ge(111)-(√3× √3) (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Hatta, Y. Ohtsubo, H. Okuyama, T.Aruga
  • 学会等名: 26th European Conference on Surface Science
  • 発表場所: Parma, Italy
• [学会発表] Giant Rashba spin splitting of surface-resonance bands on Bi/Ge(111)-(√<3>×√<3>) (2009)
  • 著者名/発表者名: 八田振一郎, 大坪嘉之, 奥山弘, 有賀哲也
  • 学会等名: 26th European Conference on Surface Science
  • 発表場所: Parma, Italy
• [学会発表] 角度分解光電子分光法によるSb/Ge(111)-(2×1)表面の電子状態の研究 (2009)
  • 著者名/発表者名: 八田振一郎, 奥山弘, 有賀哲也
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季大会
  • 発表場所: 熊本大学
• [学会発表] 4/3原子層鉛吸着したGe(111)表面のスピン分裂した電子状態 (2009)
  • 著者名/発表者名: 矢治光一郎, 大坪嘉之, 八田振一郎, 奥山弘, 宮本幸治, 奥田太一, 木村昭夫, 生天目博文, 谷口雅樹, 有賀哲也
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季大会
  • 発表場所: 熊本大学
• [学会発表] Bi/Ge(111)-"2×1"表面の原子構造と電子状態 (2009)
  • 著者名/発表者名: 大坪嘉之, 松原弘佳, 八田振一郎, 原沢あゆみ, 奥田太一, 松田巌, 奥山弘, 有賀哲也
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季大会
  • 発表場所: 熊本大学
• [学会発表] 4/3原子層鉛吸着Ge(111)表面のラッシュバ分裂した電子状態 (2009)
  • 著者名/発表者名: 矢治光一郎, 大坪嘉之, 八田振一郎, 奥山弘, 宮本幸治, 奥田太一, 木村昭夫, 生天目博文, 谷口雅樹, 有賀哲也
  • 学会等名: 第29回日本表面科学会学術講演会
  • 発表場所: タワーホール船堀
• [学会発表] Geに由来する表面状態の Rashba 分裂 (2009)
  • 著者名/発表者名: 大坪嘉之, 矢治光一郎, 八田振一郎, 奥山弘, 宮本幸治, 奥田太一, 木村昭夫, 生天目博文, 谷口雅樹, 有賀哲也
  • 学会等名: 表面・界面スペクトロスコヒー2009
  • 発表場所: 札幌 (定山渓)
• [学会発表] Rashba spin splitting of metallic surface state for 4/3-monolayer Pb/Ge(111) (2009)
  • 著者名/発表者名: 矢治光一郎, 大坪嘉之, 八田振一郎, 奥山弘, 宮本幸治, 奥田太一, 木村昭夫, 生天目博文, 谷口雅樹, 有賀哲也
  • 学会等名: 11th International Conference on Electronic Spectroscopy and Structure (ICESS-11)
  • 発表場所: 奈良県新公会堂
• [学会発表] Large Rashba spin splitting on Bi/Ge(111)-(√<3>×√<3>)R30° (2009)
  • 著者名/発表者名: 大坪嘉之, 矢治光一郎, 八田振一郎, 奥山弘, 宮本幸治, 奥田太一, 木村昭夫, 生天目博文, 谷口雅樹, 有賀哲也
  • 学会等名: 11th International Conference on Electronic Spectroscopy and Structure (ICESS-11)
  • 発表場所: 奈良県新公会堂
• [図書] 現代表面科学3 表面物性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 有賀哲也
  • 出版者: 共立出版
• [備考]
  • URL: http://kuchem.kyoto-u.ac.jp/hyoumen/
• [産業財産権] 超薄膜の電気伝導の測定における多端子プローブ、測定装置及び測定方法 (2012)
  • 発明者名: 八田振一郎、有賀哲也
  • 権利者名: 京都大学
  • 出願年月日: 2012-01-24