研究課題
光と物質中の電子のスピンを利用したオプトスピントロニクスは、光伝達などの通信用デバイスや新奇多機能性デバイスの有力な技術として最近注目を集めている。これまでの研究では、光をトリガーとして固体中に発生する光誘起スピン偏極電気伝導が発生するか否かといったスピン生成に着目した研究が主であった。しかしながら、スピントロニクスデバイスには、スピン生成、スピン制御、スピン検出といった３つの必須構成要素がある。この内、スピン制御の手法として、光の入射角および偏光性を利用することが期待されているが、この技術的確立には、発生するスピン偏極電流のスピン方位およびスピン偏極度が如何に変化するかを明らかにする事が必須である。本研究では、光励起で生成される正孔(光誘起スピン偏極電気伝導の源) と光電子の一対一対応に着目し、これまで明らかとなっていない光の入射角・偏光依存性によるスピン偏極電流のスピン方位・偏極度を、スピン分解光電子分光法を用いて明らかにすることを目的とする。本研究では、その目的を達成するために初年度に光の入射角依存性の測定を可能にするための装置開発が必須であった。そこで、本年度はその主要部分となるシステムの設計および構築を行った。その結果、設計を完全に終えることができ、システム構築のための部品を揃えることができた。翌年度から、これらを組み立て、その評価を行い、その後、トポロジカル絶縁体Bi2Se3などを用いて光誘起電流のスピン方位の完全決定の実験を行う予定である。
3: やや遅れている
本年度までに、光の入射方向可変システムの設計・導入・評価まで行う予定であったが、物品の納期が大幅に遅れたことと、本研究の主要装置である6eVレーザーが故障し、稼働しない状態が続いているために全体的に遅れが生じている。
2019年度では、購入した装置の部品の組み立てを行い、確実に稼働することを確認後、Bi2Se3などの試料を用いて光スピン偏極電流のスピン方位の決定を行う予定である。
すべて 2018
すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件)
Physical Review Materials
巻: 2 ページ: 104201
https://doi.org/10.1103/PhysRevMaterials.2.104201
Scientific Reports
巻: 8 ページ: 10440
https://doi.org/10.1038/s41598-018-28693-3
Physical Review B
巻: 98 ページ: 045124
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.98.045124
