強磁性体と接合したトポロジカル絶縁体のスピン電子構造の解明

阐明连接到铁磁体的拓扑绝缘体的自旋电子结构

• 批准号: 12J07179
• 负责人: 黒田 健太
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12J07179/
• 关键词: トポロジカル絶縁体; ビスマスセレナイド; 時間反転対称性; スピン分解光電子分光; ディラック電子; 偏光依存; グラフェン; 光電子分光

昨年度、スピン角度分解光電子分光を用いてトポロジカル絶縁体におけるディラック表面電子状態の磁場に依存した(時間反転対称性の破れた)スピン電子構造を解明するために、高効率スピン偏極検出器を用いた放射光スピン角度分解光電子分光装置の開発を広島大学放射光科学研究センターで行った。そこで本年度では、開発したその装置を用いてトポロジカル絶縁体ビスマスセレナイドにおける時間反転対称性の破れたデラック表面電子状態のスピン電子構造の完全決定を行った。まず、円偏光の励起光を試料に照射する事で時間反転対称性の破れたスピン偏極度に注目した。この場合、円偏光のヘリシティを外部磁場とみなす事ができる。また、放射光の最大の利点であるエネルギー可変性を十二分に活用する事により、光電効果における終状態効果まで詳細に測定を行った。直線偏光を用いた測定では、ディラック電子状態から放出された光電子のスピン偏極度は時間反転対称性を持った始状態のスピン電子構造を大きく反映する事がわかった。それに対して、円偏光を用いた場合、観測されるスピン偏極度は明らかに時間反転対称性を破っており、直線偏光の結果と大きく異なる。この偏光依存性は光電子のスピン偏極度が円偏光のヘリシティにより励起された事に起因している。また、この円偏光依存性は励起光のエネルギーに強く依存する事がわかった。これらの結果から、円偏光照射により表面にスピン偏極した光電流を創出できる事、さらに選択的にその電子スピンを励起できる事を示している。これらの点で本研究は、光により、電流、スピンを同時に制御したオプトスピントロニクスの実現に向けて重要な知見を与える。

Last year, the angle decomposition photovoltaic spectrometer was used to analyze the surface electron state magnetic field dependence (time inverse symmetry breakdown). The high-rate optical output device is used to decompose the radiation angle of the photoelectron spectroscope to open the radiation science research program of the university. This year, it is necessary to use the equipment to determine the performance of the equipment this year. The reverse performance of the equipment will be completely determined by the design of the computer. The polarizer and the polarizer excite the material to illuminate the incident time, and the degree of polarization is very serious. The external magnetic field is closed, polarized, polarized, polarized and polarized. The maximum advantage of radiation is that the availability is 12%. The use of light is very important. The straight-line polarizer is used to determine the temperature, the optical cell status is used to emit the optical cell, the optical bias, the time anti-symmetry, the initial state, the power supply, and the power supply reflects the impact of the incident. It is necessary to measure the temperature and polarization of light, to determine the degree of polarization, to determine the symmetry of time, and to use straight-line polarization to achieve good results. Due to polarization dependence, photoelectrics, polarizers, polarizers. The dependence of polarizing light on light intensity is very strong. The results of the experiment show that the polarizing light is used to illuminate the surface of the glass, and the polarizing light flow causes the accident to happen, and the selected electric power generator to stimulate the accident to show the error. In this study, X-ray, electricity, electricity and electricity, at the same time, we need to make sure that we are aware of important information and information.

项目成果

偏光依存スピン角度分解光電子分光を用いたトポロジカル絶縁体 Bi2Se3 における表面状態のスピンテクスチャーの研究

利用偏振相关自旋角分辨光电子能谱研究拓扑绝缘体 Bi2Se3 表面态的自旋织构

• 发表时间: 2013
• 作者: S. Hayashida;M. Soda;S. Itoh;T. Yokoo;K. Ohgushi;D. Kawana;H. M. Ronnow and T. Masuda;宮本幸治，Nurumamat Munisa，黒田健太，奥田太一，仲武昌史，岩澤英明，島田賢也，生天目博文，谷口雅樹，S. Eremeev，T. Menshchikova，E. Chulkov，K. Kokh，O. Tereshchenko，木村昭夫;田中耕一郎;西岡圭太，米満賢治;黒田健太，棗田翼，白井開渡，宮本幸治，奥田太一，植田義文，生天目博文，谷口雅樹，木村昭夫
• 通讯作者: 黒田健太，棗田翼，白井開渡，宮本幸治，奥田太一，植田義文，生天目博文，谷口雅樹，木村昭夫

非層状物質三元トポロジカル絶縁体TIBiSe_2の壁開最表面の決定

非层状材料三元拓扑绝缘体TIBiSe_2最外表面的测定

• 发表时间: 2013
• 作者: 黒田健太;叶茂;M. Nurmamat;白井開渡;岡本和晃;仲武昌史;上田茂典;宮本幸治;奥田太一;生天目博文;谷口雅樹;植田義文;木村昭夫
• 通讯作者: 木村昭夫

Bulk carrier manipulation of ideal topological insulator T1BiSe_2 into reversible spin current regime

理想拓扑绝缘体 T1BiSe_2 的体载流子操纵进入可逆自旋电流状态

• 发表时间: 2013
• 作者: 黒田健太;叶茂;M. Nurmamat;白井開渡;岡本和晃;仲武昌史;上田茂典;宮本幸治;奥田太一;生天目博文;谷口雅樹;植田義文;木村昭夫;Kenta Kuroda
• 通讯作者: Kenta Kuroda