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スピン偏極陽電子消滅によるスピンホール効果の直接検出の試み

Direct detection of spin-Hall effect using spin-polarized positron annihilation

深谷 有喜; 前川 雅樹; 薮内 敦; 望月 出海; 吉野 達郎*; 齊藤 英治; 河裾 厚男

Fukaya, Yuki; Maekawa, Masaki; Yabuuchi, Atsushi; Mochizuki, Izumi; Yoshino, Tatsuro*; Saito, Eiji; Kawasuso, Atsuo

最近、非磁性体においても電流によりスピン流が発現するスピンホール効果が注目を集めている。これまでに、さまざまな手法を用いてスピンホール効果が検出されている。しかし、いずれの方法も間接的な検出であり、通電状態でスピンホール効果を直接検出するものではない。本研究では、高スピン偏極陽電子ビームを用いて、スピンホール効果により発現する非磁性体表面のスピン偏極電子を直接検出することを試みた。測定試料として、大きなスピン蓄積が期待できるPt薄膜を用いた。また薄膜表面に効率的にスピンを蓄積するため、Pt薄膜の膜厚を50nmとした。測定ごとに通電方向を入れ替えて消滅$$gamma$$線のエネルギー分布を測定したところ、3光子消滅強度に明瞭な通電方向依存性が観測された。現在のところ、通電方向によって薄膜表面でのオルソポジトロニウムの生成割合が変化し、その消滅過程である3光子消滅強度に変化が現れたと考えている。講演では、試料への印加電圧依存性,スピン偏極陽電子ビームの打ち込みエネルギー依存性についても報告する。

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