スピン偏極陽電子ビームによるBi系トポロジカル絶縁体の電流誘起スピン蓄積効果の研究

Investigation of current-induced spin polarization on Bi-based topological insulator using spin-polarized positron beam

河裾 厚男; Li, H.; 前川 雅樹; 阿部 浩之; 宮下 敦巳

Kawasuso, Atsuo; Li, H.; Maekawa, Masaki; Abe, Hiroshi; Miyashita, Atsumi

トポロジカル絶縁体の表面では、カイラルスピン構造が形成されており、運動量とスピンの方向が常に垂直に保たれている。そこで、表面平行方向に電流を印加することで、表面電子がスピン偏極することが考えられる。しかし、バンドギャップが非常に狭いことや、電気的に活性な固有欠陥の生成などにより、バルクの絶縁状態が保持されているとは限らず、表面電気伝導をバルクから分離して観測することは容易ではない。本研究では、表面電子スピンを高感度に捉えることができるスピン偏極陽電子ビームを用いて、トポロジカル絶縁体の一つとされているBiSb表面の電流誘起スピン偏極を観測した。その結果、Sb組成比がトポロジカル絶縁相のx=0.06-0.2になるとスピン偏極率は4-5%となり、さらにSb組成比x0.22では、表面電子のスピン偏極率は検出限界以下であった。これらはトポロジカル絶縁相の発現と消失に対応している可能性がある。

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