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吸着原子が誘起する2次元電子系において、スピン間相互作用（s-d相互作用）を走査トンネル分光顕微鏡（STM）により検出するため、半導体表面にCoやCrなどの磁性体を吸着させて測定を行った。一般的に非磁性探針を用いたSTMではスピンに関する情報を得ることは困難である。しかしながら、本研究ではスピン分離を伴った2次元電子系を半導体表面に形成している。このことにより表面2次元電子がスピンフィルターとして働き、スピンの向きに依存したトンネル電流を測定することが可能である。現時点において、磁性原子が誘起した2次元電子系においてシュブニコフ・ドハース振動の観測に成功し、その結果の解析から半導体表面にスピン分離したランダウ準位が形成させていることが判った。さらに、STMを用いて磁性原子の空間分布に関する知見を得ることができた。将来的には本研究により構築された技術を用いて、スピン間相互作用の空間分布を明らかにすることが期待される。
GaAs劈開表面上に作成された単原子層の鉛を用いた研究においても新たな進展が見られた。GaAs基板上に形成された単原子層鉛は空間反転対称性の破れと鉛の強いスピン軌道相互作用により巨大なラッシュバ効果が働いていると考えられる。このことによりパウリ限界を遥かに超える臨界磁場が観測される。一方、相関物質を用いた単原子層鉛の2層系では各々の層では空間反転対称性が破れているが、全体として空間反転対称性が保たれている。このことにより臨界磁場の減少が期待される。本研究においては相関物質にSbを用いて2層系を作成し臨界磁場の温度依存性を測定した。その結果、2層系では1層系に対して臨界磁場の減少が観測された。これは2層系にすることにより空間反転対称性の破れが回復したことに起因すると考えられる。この成果は2次元超伝導において空間反転対称の制御が可能であることを示したものである。
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