トポロジカル絶縁体におけるバンド構造操作とスピンダイナミクスの観測・制御

拓扑绝缘体中能带结构的操纵和自旋动力学的观测与控制

• 批准号: 22K14605
• 负责人: 中村 拓人
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14605/
• 关键词: スピン偏極電子状態; トポロジカル絶縁体; 時間角度分解光電子分光; スピン角度分解光電子分光

本研究の目的はトポロジカル絶縁体における、スピン偏極ディラックコーンのキャリアタイプ・バンドギャップといったバンド構造の基本的性質を、表面科学的手法により自在に制御する方法論を確立することである。そして、バンド構造を制御したトポロジカル絶縁体薄膜を用いて、スピン偏極キャリアダイナミクスの系統的・普遍的性質を観測することで、スピン偏極電流制御につなげることである。初年度となる本年は、新たな成膜装置の立ち上げとバンド構造制御技術の開発を行った。具体的には以下の内容を実施した。1) 本研究用に新たに導入した成膜装置の立ち上げを行った。古今の世界情勢の影響で、想定していた納期より若干の遅れが見られたが、納入前に他の真空部品の設計・実装が順調に完了していたため、納入後速やかに立ち上げを完了した。2) 新たな成膜装置を用いて薄膜作製によるバンド構造制御技術の開発を行った。研究開始当初に想定していた通り、基板表面の状態制御によりその上に成膜した薄膜の電子状態に変調が起きることを確認した。3) 本研究計画と平行して、表面電子状態のキャリア制御技術の確立およびダイナミクス観測について、強相関半導体物質を対象として放射光光電子分光およびレーザー時間分解光電子分光を用いて研究を行い、論文発表を行った。今後は、より詳細な成膜条件の探索行い、得られた良質な試料について時間分解光電子分光により電子状態のキャリアダイナミクスの時間発展について検証する。また、最近報告された新たなスピン偏極キャリアダイナミクスの観測手法である逆Rashba-Edelstein効果によるTHz波発生現象が本研究内容と相補的な情報を与えると期待されるため、これについても本研究により作製した試料への適用を検討する。

The purpose of this study is to make sure that the basic sexual skills and the methods of surface science are easy to control and control. In the system, the system is used to control the use of the film, the general performance of the system, and the current control system. In the beginning of this year, the new film-forming equipment will be launched in the field of production and control technology. The specific content of the following is to provide information. The main contents of this study are as follows: 1) in this study, we used the new equipment to enter the film-forming device. In the past and present, the situation of the world has affected the situation in the past and the present. During the period of planning, there are a number of applications, and before entering, the vacuum parts design equipment has been installed and the equipment has been installed. After entering the equipment, the device has been installed immediately. 2) the new film-forming equipment uses thin film to make and control technology. At the beginning of the study, it was determined that the surface state of the substrate would control the formation of thin films on the surface of the substrate, and the electronic state of the film would start to increase. 3) in this study, we plan to use the parallel device, the surface electronic device control technology to make sure that the equipment is sensitive to the temperature and intensity of the semi-solid object, the radiation photoelectron spectroscopy, the emission photoelectron spectroscopy, the time decomposition photoelectron spectroscopy, and the table of the literature. In the future, we will explore the conditions for the formation of films, and improve the performance of photoelectron spectroscopy. in the future, we will explore the conditions for the formation of films in the future. /

项目成果

5 時間分解Ｘ線回折によるSmSの光誘起相転移の観測

5 时间分辨X射线衍射观察SmS光致相变

• 发表时间: 2022
• 作者: 陳 奕同 ;渡邉 浩 ;中村 拓人 ;立川 槙吾 ;高橋 龍之介 ;和達 大樹 ;玉作 賢治 ;大沢 仁志 ;井村 敬一郎 ;鈴木 博之 ;佐藤 憲昭 ;木村 真一
• 通讯作者: 木村 真一

Photo-Induced Band Structure Dynamics of SmS Revealed by TrARPES

TrARPES 揭示 SmS 的光致能带结构动力学

• 发表时间: 2022
• 作者: Y. Chen;T. Nakamura;H. Watanabe;T. Suzuki;Q. Ren;K. Liu;Y. Zhong;T. Kanai;J. Itatani;S. Shin;K. Okazaki;K. Imura;H. S. Suzuki;N. K. Sato;S. Kimura
• 通讯作者: S. Kimura

Fluctuated Spin Texture of Rashba-Split Surface Bands of Low Symmetric Surface Bi/InAs(110)-(2×1)

低对称表面Bi/InAs(110)-(2×1)的Rashba分裂表面能带的涨落自旋织构

• 发表时间: 2022
• 作者: T. Nakamura;Y. Ohtsubo;K. Yaji;A. Harasawa;S. Shin;F. Komori;S. Kimura
• 通讯作者: S. Kimura

Surface valence transition in SmS by alkali metal adsorption

• DOI: 10.1103/physrevb.107.l041102
• 发表时间: 2022-05
• 期刊: Physical Review B
• 影响因子: 3.7
• 作者: Takuto Nakamura;T. Nakaya;Y. Ohtsubo;Hiroki Sugihara;Kiyohisa Tanaka;R. Yukawa;M. Kitamura;H. Kumigashira;K. Imura;H. Suzuki;N. Sato;S. Kimura

アルカリ金属吸着によるSmSの表面価数転移

碱金属吸附引起的 SmS 表面价态转变

• 发表时间: 2023
• 作者: 中村拓人;仲矢透;大坪嘉之;杉原弘基;田中清尚;湯川龍;北村未歩;組頭広志;井村敬一郎;鈴木博之;佐藤憲昭;木村真一
• 通讯作者: 木村真一