高量子効率・高偏極度・超高輝度スピン偏極電子源の開発

高量子效率、高极化、超高亮度自旋极化电子源研制

基本信息

  • 批准号:
    09J09783
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.28万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 财政年份:
    2009
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2009 至 2010
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

我々はGaAs/GaAsP歪み超格子構造をベースにスピン偏極電子源用フォトカソードの開発を行ってきた。本研究の中で、用いる基板に偏極度が大きく依存することが分かった。具体的には、GaAs基板上では90%以上の偏極度が得られるのに対して、同じ超格子構造をGaP基板上に作製すると偏極度は60%までに低下した。また、GaP基板上にGaAs中間層を導入することで偏極度が90%まで回復した。スピン偏極電子源用超格子構造では、価電子帯での重い正孔バンドと軽い正孔バンドを分離し、励起光のエネルギーを制御して、一つのバンドのみから片方のスピン電子を励起する。しかし、周期的な領域では超格子層の厚さがGaAsとGaAsPがそれぞれ4nmに制御されているのに対して、層厚変調している領域ではGaAs層の厚さが1~7nm変化するに時、GaAsP層の厚さは7~2nm変化する。このような異なる層厚から成る超格子層のバンド計算をModel solid理論とKronig-Pennyモデルを用いて行った。超格子構造の価電子帯ミニバンドの分離幅は、層厚変調の領域では60~70meVであり、周期的な領域により減少した。続いて、超格子構造のバンドギャップに注目してみると、層厚変調の領域では周期的な領域より80~100meVほど小さくなっており、この変化は層厚変調の領域での価電子帯ミニバンドの分離幅60~70meVより大きい。そのため、周期的な領域で重い正孔ミニバンドから伝導帯ミニバンドヘスピン偏極電子を励起する際、層厚変調の領域では重い正孔ミニバンドのみからではなく、軽い正孔ミニバンドから逆向きのスピン偏極電子が励起され、スピン偏極度が低下する大きい原因と考えられる。
The GaAs/GaAsP irregular superlattice structure is used for the development of polarization electron sources. In this study, the use of substrate bias is very important. More than 90% of the bias on the GaAs substrate is achieved, and the bias on the GaAs substrate is 60% lower. The GaAs interlayer on the GaP substrate is introduced to a bias of 90%. Superlattice structure for polarized electron source, separation of positive holes in electron band, excitation of light, and excitation of electrons. The thickness of the GaAs and GaAsP layers in the periodic region is 4nm, and the thickness of the GaAs and GaAsP layers in the periodic region is 7nm to 2 nm. Model Solid Theory and Kronig-Penny Theory In the superlattice structure, the separation amplitude and layer thickness of the electron band are varied from 60 to 70meV, and the period of the electron band is reduced. In addition, the structure of the superlattice structure is different from that of the superlattice structure, and the thickness of the superlattice structure is different from that of the superlattice structure. The thickness of the superlattice structure is different from that of the superlattice structure. The reason for the large increase in the excitation of polarized electrons due to the change in the thickness of the layer is examined.

项目成果

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Real Time Magnetic Imaging by Spin-Polarized Low Energy Electron Microscopy with Highly Spin-Polarized and High Brightness Electron Gun
  • DOI:
    10.1143/apex.3.026601
  • 发表时间:
    2010-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.3
  • 作者:
    Masahiko Suzuki;Michihiro Hashimoto;T. Yasue;T. Koshikawa;Y. Nakagawa;T. Konomi;A. Mano;N. Yamamoto;M. Kuwahara;M. Yamamoto;S. Okumi;T. Nakanishi;X. Jin;T. Ujihara;Y. Takeda;T. Kohashi;T. Ohshima;T. Saka;T. Kato;H. Horinaka
  • 通讯作者:
    Masahiko Suzuki;Michihiro Hashimoto;T. Yasue;T. Koshikawa;Y. Nakagawa;T. Konomi;A. Mano;N. Yamamoto;M. Kuwahara;M. Yamamoto;S. Okumi;T. Nakanishi;X. Jin;T. Ujihara;Y. Takeda;T. Kohashi;T. Ohshima;T. Saka;T. Kato;H. Horinaka
Strain of GaAs/GaAsP Superlattices Used as Spin-Polarized Electron Photocathodes Determined by X-Ray Diffraction
X 射线衍射测定用作自旋极化电子光电阴极的 GaAs/GaAsP 超晶格应变
  • DOI:
  • 发表时间:
    2010
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    T.Saka;Y.Ishida;M.Kanda;X.G.Jin;Y.Maeda;S.Fuchi;T.Ujihara;Y.Takeda;T.Matsuyama;H.Horinaka;T.Kato;N.Yamamoto;A.Mano;Y.Nakagawa;M.Kuwahara;S.Okumi;T.Nakanishi;M.Yamamoto;T.Ohshima;T.Kohashi;M.Suzuki;M.Hashimoto;T.Yasue;T.Koshikawa
  • 通讯作者:
    T.Koshikawa
Improvement of quantum efficiency by introduction of AlGaAs inter-layer in transmission-type spin-polarized photocathode
透射型自旋偏振光电阴极引入AlGaAs中间层提高量子效率
  • DOI:
  • 发表时间:
    2010
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    X.G JIN;et al.
  • 通讯作者:
    et al.
Super-high brightness and high spin-polarization photocathode for SPLEEM, ERL and ILC
用于 SPLEEM、ERL 和 ILC 的超高亮度和高自旋偏振光电阴极
  • DOI:
  • 发表时间:
    2009
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    X.G.JIN.;et al.
  • 通讯作者:
    et al.
Elimination of local thickness modulation in GaAs/GaAsP strained superlattices for high spin-polarization photocathodes
消除高自旋极化光电阴极 GaAs/GaAsP 应变超晶格中的局部厚度调制
  • DOI:
  • 发表时间:
    2010
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    X.G JIN;et al.
  • 通讯作者:
    et al.
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    0
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    0
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  • 通讯作者:
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