Diluted magnetic surface states on semiconductor crystals and its application to spintronics

半导体晶体的稀磁表面态及其在自旋电子学中的应用

• 批准号: 19206006
• 负责人: HASEGAWA Shuji
• 金额: $ 31.03万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19206006/
• 关键词: 表面磁気光学効果; 希薄磁性表面; 表面電気伝導; 表面物性; スピントロニクス; 近藤効果; RKKY相互作用; 低次元磁性; 表面物件; 近藤1効果; 近藤I効果

(1) We have developed an ultra-high-vacuum surface-magneto-optical Kerr effect (UHV-SMOKE) system to investigate magnetic properties of surface states. The method has revealed that the magnetic property of Cobalt atomic layers sensitively depends on the substrate structures beneath them. (2) We have revealed, by using spin-resolved photoemission spectroscopy and the first-principle calculations, that the surface states of non-magnetic materials, Bismuth and its alloys (topological insulators), are spin-split. (3) We have directly detected (inverse) spin-Hall effect on Bismuth film surfaces that have large spin-orbit interaction, by measuring surface-state transport with a four-tip STM (scanning tunneling microscope) apparatus.

(1)我们开发了超高真空表面磁光克尔效应（UHV-SMOKE）系统来研究表面态的磁特性。该方法揭示了钴原子层的磁性敏感地取决于其下方的基底结构。 （2）通过自旋分辨光电子能谱和第一性原理计算，我们揭示了非磁性材料铋及其合金（拓扑绝缘体）的表面态是自旋分裂的。 (3) 我们通过四尖STM（扫描隧道显微镜）设备测量表面态输运，直接检测到具有大自旋轨道相互作用的铋薄膜表面的（逆）自旋霍尔效应。

项目成果

Nanometer-scale four-point probe resistance measurements of nanowires using carbon nanotube tips

使用碳纳米管尖端对纳米线进行纳米级四点探针电阻测量

• 发表时间: 2009
• 作者: T. Tono;Y. Kitaoka;S. Yoshimoto;T. Hirahara;T. Ohba;S. Hasegawa
• 通讯作者: S. Hasegawa

Direct observation of spin splitting in bismuth surface states

• DOI: 10.1103/physrevb.76.153305
• 发表时间: 2007-10
• 期刊: Physical Review B
• 影响因子: 3.7
• 作者: T. Hirahara;K. Miyamoto;I. Matsuda;T. Kadono;A. Kimura;T. Nagao;G. Bihlmayer;E. Chulkov;S. Qia

The Rashba and quantum size effects in ultrathin Bi films

• DOI: 10.1016/j.elspec.2014.08.004
• 发表时间: 2015-05
• 期刊: Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena
• 影响因子: 1.9
• 作者: T. Hirahara

Development of UHV-SMOKE system and application to surface magnetization characterization

UHV-SMOKE系统的开发及其在表面磁化表征中的应用

• 发表时间: 2010
• 作者: Y. Saisyu;T. Hirahara;Y. Niinuma;R. Hobara;S. Hasegawa
• 通讯作者: S. Hasegawa

ビスマス超薄膜のスピン偏極表面電子状態、電気伝導特性に関する研究

超薄铋薄膜自旋极化表面电子态及导电性能研究

• 发表时间: 2009
• 作者: K.Hanashima;I.Ohta;J.Ota;T.Matsushita;T.Kondo;平原徹
• 通讯作者: 平原徹