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。

在固体表面上产生的一层原子的原子晶体中，由于自旋轨道相互作用和层垂直方向上的对称性而产生自旋极化的电子带。当在原子层晶体的两端施加电势差时，通过该带的自旋极化电流将流动，并且电子自旋应根据自旋式效果而在原子层上方或下方移动。因此，当在原子层晶体上生长磁层时，预计在与原子层晶体的界面上，由于Rashba-Edelstein效应引起的自旋积累机制。该研究人员先前曾报道说，即使在重元素原子层原子层以外的其他系统中，也会产生一个自旋极化带，该系统是从原子层晶体的结构中得出的，这些晶体不会由理想的rashVa效应来解释，并且如果在系统中，则在系统的较大元素中，旋转的偏光型会产生旋转极化带，而不是在较小的层层效应的系统中，则产生。这意味着，通过控制原子层晶体的结构，不仅可以控制自旋的方向，而且可以控制自旋电流的极化，这意味着可以创建具有前所未有的概念的自旋装置。因此，为了生长磁层而不显着调节原子层晶体的自旋极化电子带，测量了原子层晶体的带结构，这些晶体的带状结构是在包括磁分子在内的各种有机分子生长的，预计与底物有弱相互作用，这些有机分子被预期。结果，对于原子层晶体，由两个层组成，无论是在哪个有机分子沉积的情况下，频带结构都不会显着调节，并且对于原子层晶体的TL和PB合金层组成的原子层晶体，当有机分子包含CO的其他强大的互动时，频带结构很少被构成，但在此构成了强大的互动，但在其中构成了强大的互动，但在其中构成了co的强大互动，但是the则是在其中的co互动。分子。目前，我们正在研究通过小电流对原子和分子结构和带结构的影响。除了主要受试者外，我们还研究了磁性有机分子蒸气沉积对具有自旋极化电子带的拓扑绝缘子的影响，就像原子层晶体一样。

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

Spin-polarized electrons in atomic layer materials formed on solid surfaces

• DOI: 10.1016/j.progsurf.2022.100665
• 发表时间: 2022-08-18
• 期刊: PROGRESS IN SURFACE SCIENCE
• 影响因子: 6.4
• 作者: Sakamoto，Kazuyuki;Kobayashi，Takahiro;Donath，Markus
• 通讯作者: Donath，Markus

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）

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