高スピン偏極電子を用いたスピン・フィルターの基礎研究

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12650328
• Research Institution: Daido Institute of Technology
• Principal Investigator: 坂 貴 大同工業大学, 工学部, 教授 (20115570)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 加藤 俊宏 大同特殊鋼(株), 技術開発研究所, 主任研究員 ; 堀中 博道 大阪府立大学, 工学部, 教授 (60137239) ; 神保 睦子 大同工業大学, 工学部, 助教授 (00115677)
• Keywords: スピン偏極 / スピンフィルター / 砒化ガリウム / 強磁性体 / 光電子 / 円偏光

Research Abstract

1、スピン偏極電子線源の開発
スピンフィルターの研究は円偏光レーザ光を歪んだGaAs薄膜に照射して発生する高いスピン偏極度の光電子を用いて、そのGaAs薄膜の上に作製した強磁性体薄膜を用いて行う。強磁性体薄膜を作成する歪んだGaAs薄膜の表面は歪により発生した格子欠陥によるクロスハッチが認められる。このクロスハッチは強磁性体薄膜の厚さよりもはるかに厚く、スピンフィルターの検討にとって障害となる可能性がある。このため、新たに歪のない表面が平滑なGaAs結晶を用いたスピン偏極電子源の可能性を検討した。すなわちGaAs単結晶において、価電子帯の電子が円偏光した半導体レーザの2個の光子を吸収して伝導帯に励起される場合に、高いスピン偏極度が実現することを示した。
2、スピンフィルターの研究
スピンフィルターの検討を行う準備として、スピン偏極電子源となる歪んだGaAs薄膜の上に〜5nmのFe薄膜を作製し、光電流の測定を行った。すなわち、GaAsのバンド間遷移よりエネルギーの高い760nmの半導体レーザを照射して光電流を測定する装置を作製した。さらに、励起光を連続的に変えられる光源を作製した。励起光としてバンド間遷移付近の波長およびそれより短い波長の光を用いることにより、励起する光電子のスピン偏極度を連続的に変化(低下)させることを可能とした。この光源を用いて光電流を測定した。波長を変えた励起光を用いてスピン偏極度とフィルター特性の測定が行えるようになり、フィルターの特性解明を調べることが可能となった。

Research Products

• [Publications] T.Saka,T.Kato, et al.: "Spin-Polarized Electron Sources with GaAs-GaAsP Superlattices for Surface Analyses"Surface Science. 454-456. 1042-1045 (2000)
• [Publications] 坂貴,加藤俊宏,中西彊,奥見正治,堀中博道: "歪んだGaAs薄膜を用いたスピン偏極電子線源"大同工業大学紀要. 36. 107-112 (2000)
• [Publications] 坂貴: "スピン偏極電子線源"日本応用磁気学会誌. 25・1. 11-20 (2001)