表面修飾による酸化物最表面ハーフメタル性回復とスピン注入への応用

• 研究課題/領域番号: 23656034
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 薄膜・表面界面物性
• 研究機関: 独立行政法人物質・材料研究機構
• 研究代表者: 倉橋 光紀 独立行政法人物質・材料研究機構, 極限計測ユニット, 主席研究員 (10354359)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2012年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2011年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
• キーワード: 表面・界面物性 / 磁性 / 酸化物

研究概要

ハーフメタル強磁性体は高いスピン依存伝導特性を実現する上で重要な材料であるが、表面界面でスピン偏極度が減少する問題点を抱えている。Fe3O4(100)最表面スピン偏極度が、水素終端により大幅に回復される現象を我々は報告したが、本計画ではこの現象をFe3O4(111)表面についても解析すること、および吸着分子への高いスピン偏極誘起に利用することを試みた。(111)表面スピン偏極はバルクと逆符号で水素終端効果がないこと、これは４配位のFeイオンで表面が終端されていることにより説明されることを示した。

研究成果

• [雑誌論文] Significant variation of surface spin polarization through group IV atom (C Si Ge Sn) adsorption on Fe_3O_4(100) (2014)
  • 著者名/発表者名: X. Sun, S. D. Li, B. Wang, M. Kurahashi, A. Pratt, Y . Yamauchi
  • 雑誌名: Phys. Chem. Chem. Phys 巻: 16[1] ページ: 95-102
  • 査読あり
• [雑誌論文] Significant variation of surface spin polarization through group IV atom (C Si Ge Sn) adsorption on Fe3O4(100) (2014)
  • 著者名/発表者名: X. Sun, S. D. Li, B. Wang, M. Kurahashi, P. Andrew, Y. Yamauchi
  • 雑誌名: Phys. Chem. Chem. Phys. 巻: 16 号: 1 ページ: 95-102
  • DOI: 10.1039/c3cp53272k
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spin polarization of single-layer graphene epitaxially grown on Ni(111) thin film (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Entani, M. Kurahashi, X. Sun, Y. Yamauchi
  • 雑誌名: Carbon 巻: 61 ページ: 134-139
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spin polarization study of graphene on the Ni(111) surface by density functional theory calculations with a semiempirical long-range dispersion correction (2013)
  • 著者名/発表者名: X. Sun, S Entani, Y . Yamauchi, A. Pratt, M. Kurahashi
  • 雑誌名: J. Appl. Phys 巻: 114[14] ページ: 143713-143713
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spin polarization study of graphene on the Ni(111) surface by density functional theory calculations with a semiempirical long-range dispersion correction (2013)
  • 著者名/発表者名: X. Sun, S Entani, Y. Yamauchi, P. Andrew, M. Kurahashi
  • 雑誌名: J. Appl. Phys. 巻: 114 号: 14 ページ: 143713-1
  • DOI: 10.1063/1.4824186
  • 査読あり
• [雑誌論文] Energy-level alignment at the Alq3/Fe_3O_4(001) interface (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Pratt, L. Dunne, X. Sun, M. Kurahashi and Y . Yamauchi
  • 雑誌名: J. Appl. Phys 巻: 111[7]
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct observation of a positive spin polarization at the (111) surface of magnetite (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Pratt, M. Kurahashi, X. Sun, D. Gilks and Y . Yamauchi
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 85 ページ: 180409-180409
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic properties of O_2 adsorbed on Cu(100) : A spin-polarized metastable He beam study (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Kurahashi, X. Sun, Y . Yamauchi
  • 雑誌名: Phys. Rev . B 巻: 86[24] ページ: 245421-245421
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic properties of O2 adsorbed on Cu(100): A spin-polarized metastable He beam study (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Kurahashi, X. Sun, Y. Yamauchi
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 86 号: 24
  • DOI: 10.1103/physrevb.86.245421
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct observation of a positive spin polarization at the (111) surface of magnetite (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Pratt, M. Kurahashi, X. Sun, D. Gilks and Y. Yamauchi
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 85 号: 18
  • DOI: 10.1103/physrevb.85.180409
  • 査読あり
• [雑誌論文] Energy-level alignment at the Alq3/Fe3O4(001) interface (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Pratt, L. Dune, X. Sun. M. Kurahashi. Y. Yamauchi
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 巻: 111 号: 7
  • DOI: 10.1063/1.3677768
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spin polarization of the Si(111)-7x7 surface: A study with a spin-polarized metastable helium atom beam (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Kurahashi, A. Pratt, Y. Yamauchi
  • 雑誌名: Surface science 巻: 605 号: 5-6 ページ: 612-615
  • DOI: 10.1016/j.susc.2010.12.027
  • 査読あり
• [雑誌論文] First-principles study of atomic hydrogen adsorption on Fe3O4(100) (2011)
  • 著者名/発表者名: X. Sun, M. Kurahashi, Y. Yamauchi
  • 雑誌名: Surface science 巻: 605 号: 11-12 ページ: 1067-1073
  • DOI: 10.1016/j.susc.2011.03.006
  • 査読あり
• [雑誌論文] Adsorbate-induced spin-polarization enhancement of Fe3O4(0 0 1) (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Pratt, M. Kurahashi, X. Sun, Y.Yamauchi
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 巻: 44 号: 6 ページ: 640101-640105
  • DOI: 10.1088/0022-3727/44/6/064010
  • 査読あり
• [学会発表] Advances in the use of a spin-polarized metastable helium beam to characterize surface magnetic properties (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Pratt, M. Kurahashi, Xia Sun, Y . Yamauchi
  • 学会等名: 20th International Workshop on Inelastic Ion-Surface Collisions
  • 発表場所: Adelaide
• [学会発表] Advances in the use of a spin-polarized metastable helium beam to characterize surface magnetic properties (2014)
  • 著者名/発表者名: P. Andrew, M. Kurahashi, Xia Sun, Y. Yamauchi
  • 学会等名: 20th International Workshop on Inelastic Ion-Surface Collisions
  • 発表場所: Adelaide, Australia
  • 招待講演
• [学会発表] Tailoring surface properties for molecular spintronics (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Pratt, M.Kurahashi, Y . Yamauchi
  • 学会等名: Invited seminar at EWHA University Seoul Korea
  • 発表場所: Seoul
  • 年月日: 2013-05-13
• [学会発表] 磁性体に接する単層グラフェンのスピン偏極 (2013)
  • 著者名/発表者名: 孫霞, 圓谷志郎, 倉橋光紀, 山内泰
  • 学会等名: 2013年真空・表面科学合同講演会
  • 発表場所: つくば
• [学会発表] 有機半導体/酸化物界面における分子配向の温度依存性 (2013)
  • 著者名/発表者名: Andrew Pratt, Y u Jeong Bae, Xia Sun, 倉橋光紀, Nyun Jong Lee, T ae Hee Kim, 山内泰
  • 学会等名: Japan Society of Applied Physics Autumn Meeting
  • 発表場所: 同志社大学
• [学会発表] Tailoring surface properties for molecular spintronics (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Pratt, M. Kurahashi, Xia Sun, Y . Yamauchi
  • 学会等名: JSPS York-Tohoku Symposium on Spintronics
  • 発表場所: York
• [学会発表] intrinsic spin polarity at the surface of ferrite thin films (2013)
  • 著者名/発表者名: P. Andrew, M. Kurahashi, Xia Sun, Y. Yamauchi
  • 学会等名: 58th MMM Conference 2013
  • 発表場所: Denver,USA
• [学会発表] Tailoring the spin polarization at the surface of Fe_3O_4 (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Pratt, M. Kurahashi, X. Sun, Y . Yamauchi
  • 学会等名: IUMRS-International Conference on Electronic Materials
  • 発表場所: Yokohama
• [学会発表] A spin-polarized metastable helium beam for organic spintronics (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Pratt, M. Kurahashi, X. Sun, Y . Y amauchi
  • 学会等名: 4th International Meeting on Spins in Organic Semiconductors
  • 発表場所: London
• [学会発表] Intrinsic spin polarity at the magnetite Fe_3O_4 surface (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Pratt, M. Kurahashi, X. Sun, Y . Yamauchi
  • 学会等名: The 24th conference of the EPS condensed matter division
  • 発表場所: Edinburgh
• [学会発表] Direct evidence for positive spin polarization at the Fe_3O_4(111) surface (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Pratt, 倉橋光紀 , 孫霞 , 山内泰
  • 学会等名: 日本物理学会年次大会
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] Tailoring the spin polarization at the surface of Fe3O4 (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Pratt, M. Kurahashi, X. Sun, Y. Yamauchi
  • 学会等名: IUMRS-International Conference on Electronic Materials 2012
  • 発表場所: PACIFICO YOKOHAMA,yokohama,Japan
• [学会発表] 低濃度オゾンを用いたビーム生成技術 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山内泰, AndrewPratt, 倉橋光紀
  • 学会等名: 2012年 秋季 第73回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 愛媛大学、松山
• [学会発表] A spin-polarized metastable helium beam for organic spintronics (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Pratt, M. Kurahashi, X. Sun
  • 学会等名: 4th International Meeting on Spins in Organic Semiconductors
  • 発表場所: Queen Mary University of London,London,UK
• [学会発表] Intrinsic spin polarity at the magnetite Fe3O4 surface (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Pratt, M. Kurahashi, X. Sun, Y. Yamauchi
  • 学会等名: The 24th conference of the EPS condensed matter division
  • 発表場所: Edinburgh convention center, Edinburgh, UK
• [学会発表] Direct evidence for positive spin polarization at the Fe3O4(111) surface (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Pratt, M. Kurahashi, X. Sun, D. Gilks, Y. Yamauchi
  • 学会等名: 日本物理学会第６７回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学
• [学会発表] 表面修飾によるFe3O4最表面ハーフメタル性回復現象 (2011)
  • 著者名/発表者名: 倉橋光紀
  • 学会等名: PF研究会(招待講演)
  • 発表場所: 高エネルギー物理学研究所
• [学会発表] Surface sensitive determination of energy-level alignment at organic semiconductor/ferromagnetic interfaces (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Pratt, X. Sun, L. Dune, M. Kurahashi, Y. Yamauchi
  • 学会等名: 56th Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials
  • 発表場所: The JW Marriot Desert Ridge Resort,Scottsdale, Arizona
• [学会発表] Hybridization and exchange coupling at organic semiconductor/ferromagnetic heterojunctions (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Pratt, X. Sun, L. Dune, M. Kurahashi, Y. Yamauchi
  • 学会等名: 56th Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials
  • 発表場所: The JW Marriot Desert Ridge Resort,Scottsdale, Arizona
• [備考]
  • URL: http://samurai.nims.go.jp/KURAHASHI_Mitsunori-j.html
• [備考]
  • URL: http://samurai.nims.go.jp/KURAHASHI_Mitsunori-j.html
• [産業財産権] オゾンビーム発生装置 (2012)
  • 発明者名: 山内泰, プラットアンドリュー, 倉橋光紀
  • 権利者名: 物質・材料研究機構
  • 産業財産権種類: 特許
  • 公開番号: 2013-256398
  • 出願年月日: 2012-06-12