Investigation on novel spin properties at the interface of atomically controlled atomic layer crystal

原子控制原子层晶体界面新型自旋特性的研究

• 批准号: 22H01957
• 负责人: 坂本 一之
• 金额: $ 11.15万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 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-22H01957/
• 关键词: 原子層結晶; ラシュバ・エデルシュタイン効果; スピン軌道相互作用; スピントロニクス; 界面

固体表面上に作製した原子1層から数層の原子層結晶では、スピン軌道相互作用と層垂直方向の反転対称性に起因したスピン偏極電子バンドが生じる。原子層結晶の両端に電位差をかけるとこのバンドを介したスピン偏極電流が流れ、スピンホール効果によりその向きに依存して原子層の上もしくは下に電子スピンは移動するはずである。このことから、原子層結晶上に磁性層を成長させると、原子層結晶との界面でラシュバ・エデルシュタイン効果によるスピン蓄積機構が期待される。研究代表者は、これまで原子層結晶の構造に由来する、理想的なラシュバ効果では説明できない層垂直方向を向く特異な偏極スピンの存在や、ラシュバ効果が小さい重元素原子層結晶以外の系においても軌道角運動量の影響が大きければスピン偏極バンドが生成することを報告してきた。このことは、原子層結晶の構造などを制御することでスピンの向きだけでなく、スピン流の偏極度も制御可能であり、これまでにない概念のスピントロニクスデバイスが創出できる可能性を意味している。そこで、原子層結晶のスピン偏極電子バンドを大きく変調させることなく磁性層を成長させることを目的に、基板との相互作用が弱いことが期待される磁性分子を含む種々の有機分子を成長させた原子層結晶のバンド構造を測定した。その結果、In 2層からなる原子層結晶の場合、どの有機分子を蒸着してもバンド構造が大きく変調しないこと、TlとPbの合金1層からなる原子層結晶の場合は有機分子がCoを含む場合はCoとTlの強い相互作用のためにバンド構造が大きく崩れるものの、それ以外の有機分子では変調がほとんど見られなかった。現在は微小電流を流すことでの原子・分子構造やバンド構造への影響を調べている。また、主課題以外にも原子層結晶と同じくスピン偏極電子バンドを有するトポロジカル絶縁体への磁性有機分子蒸着の影響も調べた。

On the surface of a solid, there are atomic layers, atomic layers, crystal layers, orbital interactions, and antisymmetry of layers. The potential difference between the terminals of the atomic layer crystal is different, and the bias current is different. The effect of the bias current is different, and the upper part of the atomic layer is different from the lower part. The atomic layer crystal is grown on the magnetic layer, and the atomic layer crystal is grown on the interface. The research representatives report on the origin and ideal effect of atomic layer crystal structure, and explain the existence and effect of special polarization in the vertical direction of the layer, and the influence of orbital angular motion on the system other than atomic layer crystal of small heavy elements. The structure of atomic layer crystals can be controlled by the direction of flow and the possibility of partial control of flow. For example, the atomic layer crystal structure of the magnetic layer is determined by the interaction between the magnetic layer and the substrate. As a result, in the case of atomic layer crystallization of In 2 layer, the organic molecules are evaporated, and the structure of In 2 layer is changed from large to small. In the case of alloy 1 layer of Tl and Pb, the atomic layer crystallization of In 2 layer is changed from large to small. In the case of organic molecules containing Co, the strong interaction of Co and Tl is changed from large to small. Now the influence of small current on atomic, molecular and molecular structure is regulated. In addition to the main topic, the atomic layer crystal structure has the effect of magnetic organic molecule evaporation.

项目成果

ルンド大学/チャルマース工科大学/カールスタッド大学(スウェーデン)

隆德大学/查尔姆斯理工大学/卡尔斯塔德大学（瑞典）

Spin-polarized band of Tl atomic layer crystal formed on Ag(111)

Ag(111)上形成的Tl原子层晶体的自旋极化带

• 发表时间: 2022
• 作者: Yuichiro Toichi;Takahiro Kobayashi;Yoshitaka Nakata;Koichiro Yaji;Mutsuki Iwaoka;Yuchi Yaoita;Yasmine Sassa;Jun Fujii;Tatsuya Shishidou;Michael Weinert;and Kazuyuki Sakamoto
• 通讯作者: and Kazuyuki Sakamoto

Resolving decay-time dependent photoluminescence induced by phonon-dressed excitons in ZnO

解决 ZnO 中声子修饰激子引起的衰变时间依赖性光致发光

• DOI: 10.1103/physrevmaterials.6.104607
• 发表时间: 2022
• 期刊: Physical Review Materials
• 影响因子: 3.4
• 作者: Yukawa Ryu;Yamamoto Susumu;Arita Ren;Minami Yuki;Yamanoi Kohei;Ozawa Kenichi;Sakamoto Kazuyuki;Shimizu Toshihiko;Sarukura Nobuhiko;Matsuda Iwao
• 通讯作者: Matsuda Iwao

ミュンスター大学/カールスルーエ工科大学(ドイツ)

明斯特大学/卡尔斯鲁厄理工学院（德国）

Metallic surface states on structurally controlled SmB6(001)

结构控制 SmB6(001) 的金属表面态

• 发表时间: 2022
• 作者: T. Miyamachi;S. Suga;T. Iimori;F. Iga;and F. Komori
• 通讯作者: and F. Komori