Contact-induced spin polarization of monolayer hexagonal boron nitride on Ni(111)

単層六方晶窒化ホウ素とNi(111)接合のスピン偏極状態

大伴 真名歩; 山内 泰*; Kuzubov, A. A.*; Eliseeva, N. S.*; Avramov, P.*; 圓谷 志郎; 松本 吉弘; 楢本 洋*; 境 誠司

Otomo, Manabu; Yamauchi, Yasushi*; Kuzubov, A. A.*; Eliseeva, N. S.*; Avramov, P.*; Entani, Shiro; Matsumoto, Yoshihiro; Naramoto, Hiroshi*; Sakai, Seiji

六方晶窒化ホウ素(h-BN)はグラフェン・スピントロニクスのトンネルバリア材料として有望視されている。本研究ではスピン偏極準安定ヘリウム脱励起分光法(SPMDS)を用いて、Ni(111)上の単層h-BNのスピン分解バンド構造を調べた。SPMDSの最表面敏感性により、Ni 3ピークの重複を受けずに部分的に占有されたギャップ内順位を検出できた。さらにこのギャップ内順位は大きなスピン偏極を持ち、Niの多数スピン側に偏極していることが示された。この正のスピン偏極は、h-BN/Ni(111)界面における-軌道混成によるものであると帰属できた。

Hexagonal boron nitride (h-BN) is a promising barrier material for graphene spintronics. In this study, spin-polarized metastable de-excitation spectroscopy (SPMDS) is employed to study the spin-dependent electronic structure of monolayer h-BN on Ni(111). The extreme surface sensitivity of SPMDS enables us to elucidate a partial filling of the in-gap states of h-BN without any superposition of Ni 3 signals. The in-gap states are shown to have a considerable spin polarization parallel to the majority spin of Ni. The positive spin polarization is attributed to the - hybridization and the effective spin transfer to the nitrogen atoms at the h-BN/Ni(111) interface.