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化合物半導体表面上擬一次元鎖のスピン偏極電子構造

化合物半导体表面准一维链的自旋极化电子结构

基本信息

批准号：
19J21516
负责人：
中村拓人
金额：
$ 1.98万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J21516/
关键词：
表面電子状態光電子分光 Rashba効果

项目摘要

本研究課題は、これまで申請者が発見した、化合物半導体基板上の一次元ビスマス原子鎖における巨大ラシュバ分裂バンドについて、金属化を行いスピン伝導に直接寄与させることを可能とし、さらには同系の新奇物性の解明を目指すものである。本年度はIII V 族化合物半導体であるヒ化インジウム上ビスマスの擬一次元構造について、可変偏光スピン角度分解光電子分光装置(laser-SARPES)および、第一原理計算による理論計算の組み合わせによって電子状態の解析を進めた。本物質は表面に2種類の非等価な Bi原子鎖を含む低対称原子構造を有しており、スピン分裂した電子状態の起源を探ることは、低次元系における基礎物理的視点からも大変興味深い。そこで、物質のバンド構造をエネルギー・波数・スピン偏極方向に加えて軌道対称性まで議論可能なlaser-SARPESに加えて、詳細な電子状態の起源まで抽出できる第一原理計算を用いることでその電子状態の詳細な描像を明らかにすることを目指した。その結果、エネルギー・波数に応じて一次元鎖のスピンテクスチャーが三次元空間内で回転することが明らかになった。このようなスピンテクスチャーは単純なRashba型スピン軌道相互作用だけでは全く予想されないものであり、本対象物質において新たに発見した低次元特有の新奇物性である。また、昨年度に達成したスピン偏極擬一次元金属のスピン伝導測定を行うために、スピン偏極表面を大気や他の物質から保護する材料の検討を行った。具体的な材料として有機分子フラーレンを選んだ。フラーレン吸着したBi擬一次元構造について角度分解光電子分光により電子状態を観測した結果、吸着によるバンドの変形は確認されず、フラーレンとの界面にスピン偏極バンドの存在を示唆する結果を得た。

This research project aims at the discovery by the applicant of the possibility of the discovery of a novel physical property of a compound semiconductor substrate by direct transmission of a large number of atomic locks on the substrate, metallization, etc. This year, the Group III compound semiconductors have been transformed into quasi-dimensional structures, variable polarization angle resolution photoelectron spectroscopic devices (laser-SARPES), first-principles calculations, and electronic state analysis. This substance has two kinds of non-equivalent Bi atomic locks on the surface, including low symmetry atomic structure, and the origin of electronic state. For example, the structure of a substance is determined by the polarization direction, the orbital symmetry, the possibility of laser-SARPES calculation, and the detailed description of the electronic state. The result is that the number of waves in a three-dimensional space is equal to the number of waves in a three-dimensional space This is the first time that we've seen such a phenomenon. In the past year, we have achieved the goal of measuring the conductivity of polarized quasi-dimensional metals and materials. Specific materials and organic molecules are selected. The results of measurement of electron state, shape change of adsorption, and existence of polarization at the interface of adsorption and photoelectron spectroscopy are obtained.

项目成果

期刊论文数量（14）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

擬一次元巨大 Rashba 系 Bi/GaSb(110)-(2×1)表面へのフラーレン吸着

准一维巨型Rashba体系Bi/GaSb(110)-(2×1)表面富勒烯吸附

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
中村拓人;大坪嘉之;飛鳥樹喜;渡邊浩;P. Le Fevre;F. Bertran;木村真一
通讯作者：
木村真一

Bi/GaSb(110)-(2×1)表面におけるスピン偏極擬一次元金属の電子状態

Bi/GaSb(110)-(2×1)表面自旋极化准一维金属的电子态

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
中村拓人;大坪嘉之;Patrick Le Fevre;Fransois Bertran;黒田健太;矢治光一郎;原沢あゆみ;辛埴;小森文夫;木村真一
通讯作者：
木村真一

Bi/InAs(110)-(2×1)の擬一次元Rashba分裂表面状態におけるスピン・軌道相関

Bi/InAs(110)-(2×1)准一维Rashba分裂面态的自旋轨道关联

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
中村拓人;大坪嘉之;矢治光一郎;原沢あゆみ;小森文夫;辛埴;木村真一
通讯作者：
木村真一

Spin polarized quasi-one-dimensional metallic surface electronic state of Bi/GaSb(110)-(2×1)

Bi/GaSb(110)-(2×1)的自旋极化准一维金属表面电子态

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
T. Nakamura;Y. Ohtsubo;N. Tokumasu;P. Le Fevre;F. Bertran;K. Kuroda;K.Yaji;A. Harasawa;S. Shin;F. Komori;S. Kimura
通讯作者：
S. Kimura

光励起価数転移を示すSmSの時間分解X線吸収分光

SmS 的时间分辨 X 射线吸收光谱显示光激发价态跃迁