2018 Fiscal Year Annual Research Report
スピン角度分解光電子分光で探るレーザー光による光誘起スピン電流の電子スピン制御
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18H01954
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
宮本 幸治 広島大学, 放射光科学研究センター, 助教 (50508067)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | スピン / オプトスピントロニクス / 光誘起スピン偏極電流 / スピン角度分解光電子分光法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
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。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
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。
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| Strategy for Future Research Activity |
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。
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[Journal Article] Enhanced surface state protection and band gap in the topological insulator PbBi4Te4S32018
Author(s)
K. Sumida, T. Natsumeda, K. Miyamoto, I. V. Silkin, K. Kuroda, K. Shirai, S. Zhu, K. Taguchi, M. Arita, J. Fujii, A. Varykhalov, O. Rader, V. A. Golyashov, K. A. Kokh, O. E. Tereshchenko, E. V. Chulkov, T. Okuda, and A. Kimura
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Journal Title
Physical Review Materials
Volume: 2
Pages: 104201
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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