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スピン分裂した表面バンド電子の量子干渉とその表面スピンフィルターへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 22360019
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 薄膜・表面界面物性
研究機関東京工業大学

研究代表者

平山 博之  東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 教授 (60271582)

研究分担者 青木 悠樹  東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 助教 (60514271)
研究期間 (年度) 2010 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
16,380千円 (直接経費: 12,600千円、間接経費: 3,780千円)
2012年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2011年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2010年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
キーワード表面 / スピン / 量子干渉 / ビスマス / 銀 / 表面・界面物性 / 走査プローブ顕微鏡 / スピントロニクス / ラシュバ効果 / STM/STS / スピンエレクトロニクス
研究概要

Bi/Ag(111)√3x√3表面の電子状態を走査トンネル顕微鏡(STM)を用いたdIdV像および走査トンネル分光法(STS)により調べた。この結果STSスペクトルにおけるピーク構造の解析からこの表面電子バンドはスピン分裂していることが確認された。またそのスピン分裂した表面バンド電子は、ステップでの散乱においては同じスピン分極を持ったバンド内遷移を引き起こすことによって準粒子干渉が可能となり、dI/dV像中に電子定在波パターンが現れること、またその波長のエネルギー依存性から、2本のスピン分裂したバンドを平均した分散関係が得られることが明らかになった。さらに、この表面における電子の寿命や、Ag成長におけるBi原子のサーファクタント効果、Bi原子被覆率が高い場合に現れる新規な表面構造についても新たな知見が得られた。

報告書

(4件)
  • 2012 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2013 2012 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (21件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Initial stage of Ag growth on Bi/Ag(111)√3x√3 surfaces2013

    • 著者名/発表者名
      H. Fukumnoto, M.Miyzaki,Y. Aoki,K.Nakatsuji and H. Hirayama
    • 雑誌名

      Surface Science

      巻: 611 ページ: 49-53

    • DOI

      10.1016/j.susc.2013.01.013

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書 2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 【最新表面科学講座】 固体表面の電子状態2012

    • 著者名/発表者名
      平山博之、中辻寛
    • 雑誌名

      色材協会誌

      巻: Vol.85 ページ: 25-32

    • URL

      http://www.shikizai.org/Journal/backnumber/vol85/10/427_434.pdf

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Decay of Shockley surface state by randomly adsorbed Bi atoms at Ag(111) surfaces2012

    • 著者名/発表者名
      H. Fukumnoto, Y. Aoki, and H. Hirayama
    • 雑誌名

      Physcal Review B

      巻: 86 号: 16

    • DOI

      10.1103/physrevb.86.165311

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書 2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 「【最新表面科学講座】固体表面の電子状態2012

    • 著者名/発表者名
      平山博之、中辻寛
    • 雑誌名

      色材協会誌

      巻: 85 ページ: 25-32

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantum Interference of Rashba-type Spin-split Surface State Electrons2012

    • 著者名/発表者名
      H.Hirayama, Y.Aoki, C.Kato
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 107

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantum Interference of Rashba-typeSpin-split Surface State Electrons Physical2011

    • 著者名/発表者名
      H. Hirayama, Y. Aoki, C. Kato
    • 雑誌名

      Review Letters

      巻: 107 号: 2

    • DOI

      10.1103/physrevlett.107.027204

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Scanning Tunneling Microscope of Bi-induced Ag(111) Surface Structures2010

    • 著者名/発表者名
      C.Kato,Y.Aoki, and H.Hirayama
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 82 号: 16

    • DOI

      10.1103/physrevb.82.165407

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Scanning Tunneling Microscope of Bi-induced Ag(111) Surface Structures2010

    • 著者名/発表者名
      C.Kato, Y.Aoki, H.Hirayama
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 82

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 走査トンネル顕微鏡によるAg/Si(111)√3x√3-B界面構造の観察2013

    • 著者名/発表者名
      福元博之、吉池雄作、青木悠樹、中辻寛、平山博之
    • 学会等名
      日本物理学会第68回年次大会
    • 発表場所
      広島大学
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 走査トンネル顕微鏡によるAg/Si(111)√3x√3-B界面構造の観察2013

    • 著者名/発表者名
      福元博之、吉池雄作、青木悠樹、中辻寛、平山博之
    • 学会等名
      日本物理学会第68回年次大会
    • 発表場所
      広島大学(広島県)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Quantum interference of Rashba-type spin-split surface state electrons2012

    • 著者名/発表者名
      H.Hirayama
    • 学会等名
      EPFL-Titech Joint Symposium
    • 発表場所
      Hakone, Japan(招待講演)
    • 年月日
      2012-01-31
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Bi/Ag(111)√3×√3表面上のAg成長2012

    • 著者名/発表者名
      福元博之、宮崎優、青木悠樹、中辻寛、平山博之
    • 学会等名
      日本物理学会2012年秋季大会
    • 発表場所
      横浜国大
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Bi吸着に伴うAg(111)表面電子状態の変化2012

    • 著者名/発表者名
      福元博之、青木悠樹、平山博之
    • 学会等名
      第67回日本物理学会年次大会
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書 2011 実績報告書
  • [学会発表] Quantum interference ofRashba-type spin split surface stateelectrons2012

    • 著者名/発表者名
      H.Hirayama
    • 学会等名
      EPFL-Titech Joint Symposium, Hakone
    • 発表場所
      Japan
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Bi/Ag(111)√3×√3表面上のAg成長2012

    • 著者名/発表者名
      福元博之、宮崎優、青木悠樹、中辻寛、平山博之
    • 学会等名
      日本物理学会 2012年秋季大会
    • 発表場所
      横浜国立大学(神奈川県)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Collapse of Shockley surface state by randomly adsorbed Bi atoms at Ag(111) surfaces2012

    • 著者名/発表者名
      H. Fukumoto, Y. Aoki & H. Hirayama
    • 学会等名
      The 29th European Conference on Surface Sciece (ECOSS29)
    • 発表場所
      Edingburgh, UK
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Bi-induced change in surface state dispersion toward the Rashba spin-split upward parabolas at Ag(111) surfaces2011

    • 著者名/発表者名
      H.Fukumoto, Y.Aoki, H.Hirayama
    • 学会等名
      The 6th International Symposium on Surface Science (ISSS6)
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 年月日
      2011-11-13
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Quantum interference of Rashba-type spin-split surface state electrons2011

    • 著者名/発表者名
      H.Hirayama, Y.Aoki, C.Kato
    • 学会等名
      The 6th International Symposium on Surface Science (ISSS6)
    • 発表場所
      Tokyo, Japan(招待講演)
    • 年月日
      2011-11-11
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ラ シュバ分裂した表面準位電子の量子干渉(II)2011

    • 著者名/発表者名
      平山博之、青木悠樹、加藤千明
    • 学会等名
      日本物理学会2011年秋季大会
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2011-09-22
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Quantum interference of Rashba-type spin-split surface state electrons2011

    • 著者名/発表者名
      H.Hirayama, Y.Aoki, C.Kato
    • 学会等名
      The 28^<th> European Conference on Surface Science (ECOSS28)
    • 発表場所
      Wroclaw, Poland
    • 年月日
      2011-08-31
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Bi-induced changein surface state dispersion toward the Rashba spin-split upward parabolas at Ag(111) surfaces2011

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Fukumoto, Yuki Aoki& Hiroyuki Hirayama
    • 学会等名
      The 6th International Symposium on Surface Science (ISSS6)
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Quantum interference of Rashba-Type Spin-Split Surface State Electrons2011

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Hirayama, Yuki Aoki, & Chiaki Kato
    • 学会等名
      The 6th International Symposium on Surface Science (ISSS6)
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] ラシュバ分裂した表面準位電子の量子干渉(II)2011

    • 著者名/発表者名
      平山博之、青木悠樹、加藤千明
    • 学会等名
      日本物理学会2011年秋季大会
    • 発表場所
      富山大学
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Quantum interference ofRashba-Type Spin-Split Surface StateElectrons2011

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Hirayama, Yuki Aoki,&Chiaki Kato
    • 学会等名
      The 28th European Conference on Surface Sciece (ECOSS28)
    • 発表場所
      Wroclaw, Poland
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] ラシュバ分裂した表面準位電子の量子干渉2011

    • 著者名/発表者名
      平山博之、石原充祥、青木悠樹、加藤千明
    • 学会等名
      日本物理学会第66回年次大会
    • 発表場所
      新潟大学
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Si(111)基板上にエピタキシャル成長したAg超薄膜表面上のBi原子吸着構造2010

    • 著者名/発表者名
      加藤千明、青木悠樹、平山博之
    • 学会等名
      日本物理学会第65回年次大会
    • 発表場所
      大阪府立大学
    • 年月日
      2010-09-25
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書 2010 実績報告書
  • [学会発表] Ag(111)表面上のBi吸着ストライプ構造2010

    • 著者名/発表者名
      加藤千明、青木悠樹、平山博之
    • 学会等名
      第71回応用物理学学術講演会
    • 発表場所
      長崎大学
    • 年月日
      2010-09-17
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書 2010 実績報告書
  • [学会発表] Surface structure andelectronic states of ultra-thin Ag(111)films on Si(111)7x7 ubstrates2010

    • 著者名/発表者名
      H.Hirayama
    • 学会等名
      The 9th Russia-Japan Seminar on Semi conductor Surfaces
    • 発表場所
      Vla divostok, Russia
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Surface structure and electronic states of ultra-thin Ag(111) films on Si(111)7x7 substrates2010

    • 著者名/発表者名
      H.Hirayama
    • 学会等名
      The 9th Russia-Japan Seminar on Semiconductor Surfaces
    • 発表場所
      Vladivostok, Russia
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.materia.titech.ac.jp/~hirayama/2009hirayamalabHP/

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [備考] 平山・中辻研究室HP

    • URL

      http://www.materia.titech.ac.jp/~hirayama/2009hirayamalabHP/

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.materia.titech.ac.ip/~hirayama/2009hirayamalabHP/

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

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公開日: 2010-08-23   更新日: 2019-07-29  

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