研究課題
本研究では高感度の表面磁気光学カー効果測定装置を開発し、光学的手法を用いて Rashba 分裂した表面状態に よるスピン伝導測定を行うことを目的にする。近年スピン軌道相互作用を利用して電場でスピンを制御し、電荷の移動を伴わないスピンの流れである”スピン流”の研究が半導体界面やバルクで盛んに行われている。 一方 表面系でも Rashba 効果によりスピン分裂したバンド構造を持 つ状態が数多く見つかり、申請者はこれまで電気伝導測定手法によりこのようなスピン流の検出を試みてきた。そこで本研究ではこれを発展させ、より表面敏感性の高い光学的手法を用いた表面状態スピン流の研究の開拓を試みる。平成26年度は前年度に引き続き、円偏光の光をRashba表面系に照射したときに期待されるスピンガルバーニ効果の検出を目指した。試料としてははBiをAg(111)に1/3原子層蒸着して形成される、Ag(111)r3xr3-Bi表面、Bi(111)表面、そして参照試料(スピンガルバーニ効果が出ないと予想される試料)としてSi(111)-7x7表面を測定した。λ/4板を回転することで直線偏光の光の偏光を変調し、試料両端に蓄積される電圧を測定した結果、全ての試料において回転角と発生電位の間に明確な対応関係が見られた。さらに入射するレーザーのエネルギーを変えて同じ測定をするとシグナルの大きさが変わることも分かった。参照試料でもシグナルが得られているので目的としている、スピン分裂したバンド構造によるスピンに依存した励起ではない現象を観測している可能性があり、今後さらに光エネルギーを変えることで測定しているシグナルの期限を解明していくつもりである。
2: おおむね順調に進展している
当初の計画通り実験は遂行できている。解釈の面でまだ議論の余地があるが、目的としているシグナルはきちんと得られていると考えているのでこのような判断とした。
実験データの詳細な解析を理論計算とともに行い、得られたシグナルの物理的解釈を深めていく。さらに磁場を試料に印加したときのシグナルの変化から、スピンが歳差することでスピンガルバーニ効果がどう影響されるかを検証していく。
当初予定していたよりも室温での測定に時間がかかり、冷媒の使用が少なかったため、次年度使用額が生じた。
平成27年度は冷媒を用いて試料を冷却して研究を進める。冷媒(液体窒素)の購入費に使用予定である。
すべて 2015 2014
すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (16件) (うち招待講演 2件)
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