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2009 Fiscal Year Annual Research Report

結晶表面に作成した低次元金属の物性

Research Project

Project/Area Number 21340083
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

有賀 哲也  Kyoto University, 大学院・理学研究科, 教授 (70184299)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 奥山 弘  京都大学, 大学院・理学研究科, 准教授 (60312253)
Keywords表面・界面物性 / スピントロニクス / 超薄膜 / 低次元金属
Research Abstract

Ge(111)表面上のBi、Pb吸着層について、構造お呼び電子状態を検討した。構造については、シンクロトロン表面X線回折、低速電子回折を用いた。電子状態については、角度分解光電子分光(ARPES)、スピン分解ARPES、第一原理電子状態計算によった。
Ge(111)表面にPbを吸着させた表面では、半導体表面において初めてラシュバ・スピン分裂を示す金属的表面状態バンドを観測した。Pbの面内p軌道に由来するバンドが、フェルミ準位においてスピン分裂200 meV、有効質量0.028meを有することを見出した。フェルミ面は同心の六角形をなしている。
また、Bi/Ge(111)表面において、半導体表面ではこれまで存在が知られていなかったショックレー型表面状態を発見した。この状態は表面内部数層に渡って波動関数が拡がっているが、表面特有のラシュバ効果によりスピン偏極していることを確認した。さらに、このバンドはそのままでは半導体的であるが、ホール・ドーピングにより金属化することができることを見出した。
これらの発見により、半導体表面においてさまざまな非平衡スピン輸送現象を観測することが可能となる。半導体表面におけるスピントロニクス研究にとって節目となる重要な意義を有するものである。

  • Research Products

    (18 results)

All 2010 2009

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (15 results)

  • [Journal Article] Structure determination of Bi/Ge(111)-(√<3>×√<3>)R30°by dynamical low-energy electron diffraction analysis and scanning tunneling microscopy2009

    • Author(s)
      Y.Ohtsubo, S.Hatta, M.Iwata, K.Yaji, H.Okuyama, T.Aruga
    • Journal Title

      J.Phys. : Condens.Matter 21

      Pages: 405001 (6)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Large Rashba spin splitting of surface resonance bands on semiconductor surface2009

    • Author(s)
      S.Hatta, T.Aruga, Y.Ohtsubo, H.Okuyama
    • Journal Title

      Phys.Rev.B 80

      Pages: 113309 (4)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Epitaxial growth of Bi films on Ge (111)2009

    • Author(s)
      S.Hatta, Y.Ohtsubo, S.Miyamoto, H.Okuyama, T.Aruga
    • Journal Title

      Appl.Surf.Sci. 256

      Pages: 1252-1256

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 表面X線回折法によるIn/Si(111)-(4×1)表面の相転移の研究II2010

    • Author(s)
      八田振一郎, 宮本早苗, 大坪嘉之, 田尻寛男, 坂田修身, 奥山弘, 有賀哲也
    • Organizer
      日本物理学会第65回年次大会
    • Place of Presentation
      岡山大学
    • Year and Date
      20100320-20100323
  • [Presentation] Geに由来する表面状態の Rashba スピン分裂構造2010

    • Author(s)
      大坪嘉之, 矢治光一郎, 八田振一郎, 奥山弘, 官本幸治, 奥田太一, 木村昭夫, 生天目博文, 谷口雅樹, 有賀哲也
    • Organizer
      日本物理学会第65回年次大会
    • Place of Presentation
      岡山大学
    • Year and Date
      20100320-20100323
  • [Presentation] Pb/Ge(111)-β(√<3>×√<3>)R30°の表面構造と電子状態2010

    • Author(s)
      矢治光一郎, 大坪嘉之, 武藤宏, 八田振一郎, 奥山弘, 有賀哲也
    • Organizer
      日本物理学会第65回年次大会
    • Place of Presentation
      岡山大学
    • Year and Date
      20100320-20100323
  • [Presentation] Rashba Effect at Surfaces2010

    • Author(s)
      有賀哲也
    • Organizer
      4th International Workshop on Spin Currents & 2nd International Workshop on Spincaloritronics
    • Place of Presentation
      東北大学
    • Year and Date
      20100208-20100210
  • [Presentation] Geに由来する表面状態の Rashba 分裂2009

    • Author(s)
      大坪嘉之, 矢治光一郎, 八田振一郎, 奥山弘, 宮本幸治, 奥田太一, 木村昭夫, 生天目博文, 谷口雅樹, 有賀哲也
    • Organizer
      表面・界面スペクトロスコヒー2009
    • Place of Presentation
      札幌 (定山渓)
    • Year and Date
      20091204-20091205
  • [Presentation] 4/3原子層鉛吸着Ge(111)表面のラッシュバ分裂した電子状態2009

    • Author(s)
      矢治光一郎, 大坪嘉之, 八田振一郎, 奥山弘, 宮本幸治, 奥田太一, 木村昭夫, 生天目博文, 谷口雅樹, 有賀哲也
    • Organizer
      第29回日本表面科学会学術講演会
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀
    • Year and Date
      20091027-20091029
  • [Presentation] Rashba spin splitting of metallic surface state for 4/3-monolayer Pb/Ge(111)2009

    • Author(s)
      矢治光一郎, 大坪嘉之, 八田振一郎, 奥山弘, 宮本幸治, 奥田太一, 木村昭夫, 生天目博文, 谷口雅樹, 有賀哲也
    • Organizer
      11th International Conference on Electronic Spectroscopy and Structure (ICESS-11)
    • Place of Presentation
      奈良県新公会堂
    • Year and Date
      20091006-20091010
  • [Presentation] Large Rashba spin splitting on Bi/Ge(111)-(√<3>×√<3>)R30°2009

    • Author(s)
      大坪嘉之, 矢治光一郎, 八田振一郎, 奥山弘, 宮本幸治, 奥田太一, 木村昭夫, 生天目博文, 谷口雅樹, 有賀哲也
    • Organizer
      11th International Conference on Electronic Spectroscopy and Structure (ICESS-11)
    • Place of Presentation
      奈良県新公会堂
    • Year and Date
      20091006-20091010
  • [Presentation] 角度分解光電子分光法によるSb/Ge(111)-(2×1)表面の電子状態の研究2009

    • Author(s)
      八田振一郎, 奥山弘, 有賀哲也
    • Organizer
      日本物理学会2009年秋季大会
    • Place of Presentation
      熊本大学
    • Year and Date
      20090925-20090928
  • [Presentation] 4/3原子層鉛吸着したGe(111)表面のスピン分裂した電子状態2009

    • Author(s)
      矢治光一郎, 大坪嘉之, 八田振一郎, 奥山弘, 宮本幸治, 奥田太一, 木村昭夫, 生天目博文, 谷口雅樹, 有賀哲也
    • Organizer
      日本物理学会2009年秋季大会
    • Place of Presentation
      熊本大学
    • Year and Date
      20090925-20090928
  • [Presentation] Bi/Ge(111)-"2×1"表面の原子構造と電子状態2009

    • Author(s)
      大坪嘉之, 松原弘佳, 八田振一郎, 原沢あゆみ, 奥田太一, 松田巌, 奥山弘, 有賀哲也
    • Organizer
      日本物理学会2009年秋季大会
    • Place of Presentation
      熊本大学
    • Year and Date
      20090925-20090928
  • [Presentation] Giant Rashba spin splitting of surface-resonance bands on Bi/Ge(111)-(√<3>×√<3>)2009

    • Author(s)
      八田振一郎, 大坪嘉之, 奥山弘, 有賀哲也
    • Organizer
      26th European Conference on Surface Science
    • Place of Presentation
      Parma, Italy
    • Year and Date
      20090820-20090904
  • [Presentation] Rashba spin splitting of metallic surface state for 4/3-monolayer Pb/Ge(111)2009

    • Author(s)
      矢治光一郎, 大坪嘉之, 八田振一郎, 奥山弘, 宮本幸治, 奥田太一, 木村昭夫, 生天目博文, 谷口雅樹, 有賀哲也
    • Organizer
      第5回放射光表面科学部会シンポジウム
    • Place of Presentation
      奈良県新公会堂
    • Year and Date
      2009-10-05
  • [Presentation] Large Rashba spin splitting on Bi/Ge(111)-(√<3>×√<3>)R30°2009

    • Author(s)
      大坪嘉之, 矢治光一郎, 八田振一郎, 奥山弘, 宮本幸治, 奥田太一, 木村昭夫, 生天目博文, 谷口雅樹, 有賀哲也
    • Organizer
      第5回放射光表面科学部会シンポジウム
    • Place of Presentation
      奈良県新公会堂
    • Year and Date
      2009-10-05
  • [Presentation] 表面における Rashba 効果2009

    • Author(s)
      有賀哲也
    • Organizer
      第1回岩澤コンファレンス (2009.5.30, 東京)
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      2009-05-30

URL: 

Published: 2011-06-16   Modified: 2016-04-21  

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