Non-Reciprocal Transport at Surface Edges of Strong Spin-Orbit Interaction Materials

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（１）光電流の非相反伝導：巨大ラシュバ効果を示す表面構造Si(111)-√3×√3-(Tl,Pb)において、円偏光赤外線を照射して光電流を測定したところ、右回り円偏光と左回り円偏光で光電流の大きさに違いがでる「円偏光フォトガルバニック効果（CPGE）」が生じることを発見した。これは、タリウムと鉛の１原子層だけの合金層に起因する光電流の非相反伝導現象であり、世界初の観測例となる。我々の測定は、試料を大気にさらすことなく超高真空中で「その場」測定する手法をとっているので、今回の成果が得られた。また、この現象の原因は、スピン分裂した表面電子状態に起因することを明らかにし、現在、論文出版に向けて準備中である。（２））磁性トポロジカル絶縁体による非相反伝導：昨年度までにおいて、トポロジカル絶縁体であるBi2Te3薄膜結晶中にSbおよびMnをドーピングして、フェルミ準位をバルクバンドのエネルギーギャップ中にチューニングすることで、異常ホール効果およびトポロジカルホール効果を確認できた。本年度、その成果をまとめて論文出版することができた（T. Takashiro, et al., Nano Letters 22(3), 881-887 (Jan, 2022)）。この試料でのエッジ状態での非相反伝導を、４探針走査トンネル顕微鏡プローバーによって直接検出する準備を進めているが、それと並行して、上記の試料において、フェルミ準位のチューニングのためにドープしたSb原子の磁性特性への影響を詳細に調べた。その結果、Sb濃度が上がると、磁化が強くなることが示され、それは格子歪に起因していることを明らかにした。