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Manupulation of gas atom spins by adsorption on ferromagnet surfaces

通过铁磁体表面吸附来操纵气体原子自旋

基本信息

批准号：
21K13864
负责人：
浅川寛太
金额：
$ 2.91万
依托单位：
Tokyo University of Agriculture and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K13864/
关键词：
スピン偏極アルカリ金属強磁性体光誘起脱離表面

项目摘要

MgO（100）表面にFe3O4薄膜を製膜し、その表面にRb原子を吸着させ、光誘起脱離の観測を行った。初年度と同様、蒸着には電子ビーム蒸着法を用い、薄膜の結晶性は反射高速電子回折法を用いて確かめた。また、初年度に用いた試料表面清浄化手法をさらに改良し、X線光電子スペクトルにて不純物が検出できないほど清浄な表面を作成することに成功した。光誘起脱離には、パルスレーザー（Nd:YAGレーザー3倍波、波長：355 nm、パルス幅:5-10 ns）を用いた。また、高速フォトディテクターを用いて脱離原子の飛行時間分布を調べ、脱離原子の速度分布がパルスレーザーの強度のみでなく、被覆率にも依存することを明らかにした。これは、Nd：YAGレーザーによって誘起された脱離が熱的な脱離であることを意味している。また、被覆率がある程度以下の領域では脱離が起こらないことも分かった。これは、脱離量の被覆率依存性に閾値が存在していることを意味している。さらに、初年度に開発した装置を用い、脱離原子のスピン偏極度の測定を行った。その結果、脱離原子のスピン偏極度は、Fe3O4(100)表面の電子のスピン偏極度に比べ小さいことが分かった。これは、脱離した原子が、スピン偏極したFe3O4(100)表面と直接相互作用していないことを示している。これらは、Fe3O4(100)表面に直接吸着したRb原子は光誘起脱離せず、多層吸着した原子のみが光誘起脱離することを意味している。以上の結果より、Fe3O4(100)表面に吸着したRb原子は、多層吸着した原子のみが光誘起脱離を起こし、また、そのメカニズムは熱的であるということが明らかになった。

Fe3O4 thin films were deposited on MgO (100) surface, and Rb atoms were adsorbed and photoinduced desorbed on MgO (100) surface. In the early years, the same method was used for evaporation of electrons, and the crystallization of thin films was used for high-speed electron reflection. In the early years, the surface cleaning method of the sample was successfully used. Photoinduced dissociation is used in Nd:YAG 3-fold wavelength, wavelength: 355 nm, amplitude:5-10 ns. The time distribution of flight of the separated atoms is modulated by the high speed and high speed of the separated atoms, and the intensity and coverage of the separated atoms depend on the time distribution of flight. The Nd: YAG laser is a very hot laser. In the field below the coverage rate, the separation is not possible. The dependence threshold of the detachment amount exists. In the early years of the development of the device, the separation of atoms and the determination of the degree of polarization As a result, the electron deflection of the Fe3O4 (100) surface is smaller than that of the detached atom. The surface of Fe3O4 (100) directly interacts with each other. This means that Rb atoms adsorbed directly on Fe3O4 (100) surface are optically induced to dissociate, and that Rb atoms adsorbed in multiple layers are optically induced to dissociate. As a result, Rb atoms adsorbed on the Fe3O4 (100) surface and atoms adsorbed on the Fe3O4 (100) surface are separated from each other by light.