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磁気近接効果によるグラフェン/YIG接合の誘起スピン偏極

Proximity-induced spin polarization in single layer graphene/YIG junctions

境 誠司; Sorokin, B. P.*; 圓谷 志郎; 楢本 洋*; 四谷 晋太郎*; 安藤 和也*; 山内 泰*

Sakai, Seiji; Sorokin, B. P.*; Entani, Shiro; Naramoto, Hiroshi*; Yotsuya, Shintaro*; Ando, Kazuya*; Yamauchi, Yasushi*

グラフェンは優れたキャリア/スピン輸送特性を兼備する材料としてスピントロニクスへの応用が期待されている。最近、グラフェン内部のスピン流の新しい制御手段としてグラフェン/酸化物磁性体界面における磁気近接効果の利用が提唱されている。本研究では、磁気近接効果の確証を得ることを目的に、単原子層グラフェンと絶縁体の酸化物磁性体であるイットリウム鉄ガーネットとの界面の電子スピン状態を調べた。スピン偏極He原子脱励起分光法を用いた実験の結果、界面にあるグラフェンに電子スピンの向きの偏り(スピン偏極)が生じていることが初めて明らかになった。スピン偏極はグラフェンの$$pi$$バンド内でエネルギーと共に振動的に増減し、フェルミレベルではガーネットの多数スピンと同じ向きに偏極していることが分かった。本研究により存在が明らかになったスピン偏極などの磁気近接効果は、グラフェン内部のスピン流の制御に利用可能であり、将来のスピントロニクス素子への応用に繋がることが期待できる。

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