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結晶表面における反転対称性の破れにより起こる電子状態のスピン分裂(Rashba効果またはRashba分裂などと呼ばれる)について主に角度分解光電子分光法による電子構造の研究を行うとともに、超高真空中で行う抵抗測定器の製作を行った。
電子構造の研究においては、Bi吸着Ge(111)表面においてBiの電子に由来する表面共鳴において約200meVを越えるRashba分裂を見出した。さらにこの表面についてスピン分解光電子分光法による測定を行い、Geに由来するフェルミ準位近傍の状態においてもスピン偏極した表面状態が存在することを見出した。また、低速電子回折法による構造解析を行い、Biの三量体が形成された構造であることを明らかにした。この原子構造に基づく第一原理計算より、スピン偏極した状態に寄与する原子の核近傍で面直に非対称な電子分布が形成され、これがRashba型にスピン偏極した状態の起源となっていることを示した。特に基板Ge原子に由来する状態はFermi準位に近いことから、表面伝導現象に大きく寄与するはずであり、スピンや磁場に依存した抵抗測定の結果を解析するうえで重要な情報が得られたと考えている。
抵抗測定器については強磁性体(パーマロイ)を電流端子に使用した4端子システムを製作した。始めに大気化での磁場印加下での抵抗測定も試験的に行った。その後、超高真空装置内に設置した。超高真空下において作成した試料表面に接触させるため、イオン銃による端子接触部の清浄化、金属蒸着による接触のソフト化などの処理により、再現性のある電流-電圧曲線の測定が行えるようになった。このシステムを用いてSi基板上の厚さ4nmのBi薄膜について2×10^<-3>S/□の伝導度を得た。これはマイクロ4端子を用いた先行研究の結果と一致する。一方、試料冷却時における抵抗測定では、端子および試料保持部の熱収縮に伴う接触の不安定が大きな問題であることが判明した。すでにこれに対応した装置の製作を始めている。
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