ツイン・マイクロ4端子プローブによる表面ナノ構造体の磁気輸送現象研究

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18360018
• 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: 東京大学
• 研究代表者: 松田 巌 東京大学, 物性研究所, 准教授 (00343103)
• 研究協力者: 長谷川 修司 東京大学, 大学院・理学系研究科, 准教授 (00228446)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• キーワード: 表面 / 薄膜 / ナノ / 磁気伝導 / 磁気抵抗 / 電気伝導 / プローブ / STM

研究概要

本研究では独立駆動型のマルチプローブによる表面磁気抵抗測定装置を世界に先駆けて開発した。本システムを用いれば (i)超高真空(10-^11~10^-10Torr)、(ii)強磁場(7T)、(iii)低温(<10K)の実験条件下での磁気抵抗測定が可能であり、また設置されたツイン・プローブステージでは測定対象に応じて、STM 探針、マイクロ4端子プローブ、マルチ配置用マクロプローブを超高真空下で交換できるようになっている。
固体表面上のナノ金属薄膜の表面磁気抵抗測定に成功し、ナノスケールから原子レベルでの磁気輸送研究への新しい実験方法が確立した。

研究成果

• [雑誌論文] Conductivity of the Si(111)7×7 dangling-bond state (2009)
  • 著者名/発表者名: M. D'angelo, K. Takase, N. Miyata, T. Hirahara, S. Hasegawa, A. Nishide, M. O gawa and I. Matsuda
  • 雑誌名: Phys.Rev B79 ページ: 035318
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spin-polarization of quantum well states in Ag films induced by Rashba effect at surface (2008)
  • 著者名/発表者名: K. He, T. Hirahara, T. Okuda, S. Hasega wa, A. Kakizaki and I. Matsuda
  • 雑誌名: Phys.Rev.Lett 101 ページ: 107604
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electron Transport Property of Quantum-Well States in Ultrathin Pb (111) Films (2008)
  • 著者名/発表者名: N. Miyata, K. Horikoshi, T. Hirahara, S. Hasegawa, C. M. Wei and I. Matsuda
  • 雑誌名: Phys. Rev B78 ページ: 254405
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electronic Transport of Au-Adsorbed Si(111)-√3×√3-Ag Surface : Metallic Conduction and Localization (2008)
  • 著者名/発表者名: C. Liu, I. Matsuda, S. Yoshimoto, T. Kanagawa and S. Hasegawa
  • 雑誌名: Phys. Rev B78 ページ: 035326
  • 査読あり
• [雑誌論文] Manipulating quantum-well states by surface alloying : Pb on ultrathin Ag films (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Hirahara, T. Komorida, A. Sato, G. Bihlmayer, E. V. Chulkov, K. He, I. Matsuda and S. Hasegawa
  • 雑誌名: Phys. Rev B78 ページ: 035408
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electron-phonon interaction and localization of surface-state carriers in ametallic monolayer (2007)
  • 著者名/発表者名: I. Matsuda, C. Liu, T. Hirahara, M. Ueno, T. Tanikawa, T. Kanagawa, R. Hobara, S. Yamazaki, S. Hasegawa and K. Kobayashi
  • 雑誌名: Phys.Rev.Lett 99 ページ: 146805
  • 査読あり
• [雑誌論文] Topical Review Paper) Fermiology and transport in metallic monatomic layers on semiconductor surfaces (2007)
  • 著者名/発表者名: I. Matsuda and Topical
  • 雑誌名: J. Phys. Cond. Mat 19 ページ: 355007
• [雑誌論文] Large surface-state conductivity in ultrathin Bifilms (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Hirahara, I. Matsuda, S. Yamazaki, N. Miyata, T. Nagao and S. Hasegawa
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett 91 ページ: 202106
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transport in Defective Quasi-One-Dimensional Atomic-Chain Arrays of Gold on Vicinal Silicon Surfaces (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Okino, I. Matsuda, S. Yamazaki, R. Hobara and S. Hasegawa
  • 雑誌名: Phys. Rev B76 ページ: 035424
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influence of Defects on Transport in Quasi-One-Dimensional Metallic Atomic-Chain Arrays on Silicon Surfaces (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Okino, I. Matsuda, R. Hobara, S. Hasegawa, Y. Kim and G. Lee,
  • 雑誌名: Phys. Rev B76 ページ: 195418
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantum Well States in Ultrathin Bi Films Studied by Angle Resolved Photoemission Spectroscopy and First Principles Calculation (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Hirahara, T. Nagao, I. Matsuda, G. Bihlmayer, E. V.Chulkov, Yu.M.Koroteev, S.Hasegawa
  • 雑誌名: Phys. Rev B75 ページ: 035422
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct measurement of the Hall resistance of afree-electron-like surface state (2006)
  • 著者名/発表者名: T. Hirahara, I. Matsuda, R. Hobara, S. Yoshimoto and S. Hasegawa
  • 雑誌名: Phys. Rev B73 ページ: 235332
  • 査読あり
• [雑誌論文] Role of Spin-Orbit Coupling and Hybridization Effects in the Electronic Structure of Ultrathin Bi Films (2006)
  • 著者名/発表者名: T. Hirahara,T. Nagao, I. Matsuda, G. Bihlmayer, E. V. Chulkov, Yu. M. Koroteev, P. M. Echenique, M. Saito and S. Hasegawa
  • 雑誌名: Phys.Rev.Lett 97 ページ: 146803
  • 査読あり
• [学会発表] スピン・角度分解光電子分光による(√ 3×√3)BiAg/Ag量子薄膜の研究 (2009)
  • 著者名/発表者名: 武市泰男, 何珂, 奥田太一, 原沢あゆみ, 柿崎明人, 松田巌
  • 学会等名: 日本物理学会第64回年次大会
  • 発表場所: 立教大学
  • 年月日: 2009-03-30
• [学会発表] 界面単原子層制御によるナノ薄膜内電子系のトポロジカル相転移 (2008)
  • 著者名/発表者名: 松田巌、奥田太一、He Ke、小河 愛実、武市泰男、柿崎明人
  • 学会等名: 第28回日本表面科学会講演大会
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 20081113-15
• [学会発表] Rashba効果によりAg 薄膜に誘起されたスピン偏極した量子井戸状態-スピン・角度分解光電子分光- (2008)
  • 著者名/発表者名: 武市泰男、何珂、奥田太一、原沢あゆみ、柿崎明人、松田巌
  • 学会等名: 第28回日本表面科学会講演大会
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 20081113-15
• [学会発表] Pb超薄膜電気伝導度のbilayer振動-バンド構造からの考察- (2008)
  • 著者名/発表者名: 宮田伸弘, 魏金明, 平原徹, 長谷川修司, 松田巌
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 岩手大学
  • 年月日: 2008-09-22
• [学会発表] Angle-reso lved photoemission spectroscopy stud y on Rashb a spi n-split surf ace state with pola rized lights (2008)
  • 著者名/発表者名: Ke He,H. Narita,T. Okuda,A. Kakizaki, I. Matsuda
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 岩手大学
  • 年月日: 2008-09-22
• [学会発表] Spin-split bands of Agquan tum f ilm i nduced by Rashbae ffec t at a sur face (2008)
  • 著者名/発表者名: 松田巌
  • 学会等名: 分子科学研究所セミナー
  • 発表場所: 分子研(岡崎)
  • 年月日: 2008-04-16
• [学会発表] Dependence of the hybridization gaps of Bi/Ag-√3×√3 grown on Ag (111) quantum-well film s on the film thickness and quantum number (2008)
  • 著者名/発表者名: 何珂, 平原徹, 奥田太一, 長谷川修司, 柿崎明人, 松田巌
  • 学会等名: 日本物理学会第63回年次大会
  • 発表場所: 近畿大学
  • 年月日: 2008-03-24
• [学会発表] 表面・界面超構造を用いた金属超薄膜のフェルミ面、スピン物性の制御 (2007)
  • 著者名/発表者名: 松田巌
  • 学会等名: 表面科学会中部支部研究会
  • 発表場所: 静岡大学
  • 年月日: 2007-11-30
• [学会発表] 超高真空・極低温・強磁場印加型独立駆動マルチプローブシステムの開発 (2007)
  • 著者名/発表者名: 宮田伸弘、成田尚司、平原徹、長谷川修司、松田巌
  • 学会等名: 物性研究所短期研究会
  • 発表場所: 東京大学物性研究所
  • 年月日: 2007-11-21
• [学会発表] 半導体表面上金属量子薄膜の新奇物性 (2007)
  • 著者名/発表者名: 松田巌、HeKe、成田尚司、柿崎明人、奥田太一
  • 学会等名: 表面科学会
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2007-11-01
• [学会発表] 極低温・強磁場印加型独立駆動マルチプローブシステムの開発 (2007)
  • 著者名/発表者名: 宮田伸弘, 成田尚司, 平原徹, 長谷川修司, 松田巌
  • 学会等名: 日本物理学会第62回年次大会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2007-09-22
• [学会発表] 表面超構造のフェルミ面、電子輸送現象、そして量子薄膜の電子物性制御 (2007)
  • 著者名/発表者名: 松田巌
  • 学会等名: 日本物理学会第62回年次大会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2007-09-22
• [学会発表] Fermi surface topology and spin characters of metallic quantum films on semiconductor substrates (2007)
  • 著者名/発表者名: Iwao Matsuda and Shuji Hasegawa
  • 学会等名: The 10th Asia Pacific Physics Conference(APPC10)
  • 発表場所: 韓国
  • 年月日: 2007-08-23
• [学会発表] Fermi surface to pology and spin characters of metall ic quantum films on semiconductor su bstrates (2007)
  • 著者名/発表者名: Iwao Matsuda
  • 学会等名: 日本学術振興会プログラム日仏セミナー
  • 発表場所: フランス
  • 年月日: 2007-05-23