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松本 吉弘; 圓谷 志郎; 大伴 真名歩; Avramov, P.; 楢本 洋*; 雨宮 健太*; 境 誠司
no journal, ,
本研究では、グラフェン/磁性金属界面の電子・スピン状態を明らかにするために、Ni(111)面上に成長させた単層グラフェン構造(SLG/Ni(111))と二層グラフェン構造(BLG/Ni(111)構造)について深さ分解X線磁気円二色性(XMCD)分光手法による解析を行った。SLG/Ni(111)構造では、Ni(111)層の残留磁化方向を反転させることで明瞭な炭素K端励起XMCD信号が室温下で観測された。これはNi(111)面とSLGが接触することで、SLGの
軌道にスピン偏極が誘起されていることを示している。さらに興味深い点として、BLG/Ni(111)構造では観測される炭素K端励起XMCD信号の強度が検出深さによって大きく変化することが明らかとなった。一方で、Ni L端励起XMCD測定からは、グラフェンとの界面近傍に存在する数層程度のNi原子層の磁化が、約20-30%程度減少していることが分かり、C-Ni結合形成によるものと推測された。
圓谷 志郎; 松本 吉弘; 大伴 真名歩; 桜庭 裕弥*; Avramov, P.; 楢本 洋*; 高梨 弘毅; 境 誠司
no journal, ,
In this study, the process of the ultrahigh vacuum chemical vapor deposition (UHV-CVD) growth of graphene on Ni(111) films was investigated using in-situ spectroscopes. It is successfully shown that single-layer and bilayer graphenes can be synthesized by the control of benzene exposure in the range of 10-100000 langumuirs reflecting a change in the growth rate by three orders of magnitude in between the first and second graphene layer on the Ni(111) surface. Ex-situ micro-Raman analysis on the large area graphene sheet transformed on a SiO
substrate makes it clear that, in contrast to exfoliated graphene, an atomically and electrically uniform graphene sheet can be obtained by precisely adjusting the exposure amount as the growth of the respective graphene layers are completed. The present results demonstrate that the UHV-CVD method enables the growth of highly uniform graphene which would be necessary for controlling the spin transport process including the realization of a long spin diffusion length in the graphene-based spintronic devices beyond the limits of exfoliated graphene.
大伴 真名歩; 松本 吉弘; 圓谷 志郎; Avramov, P.; 楢本 洋*; 雨宮 健太*; 境 誠司
no journal, ,
グラフェンはスピントロニクス材料として有望であるが、グラフェンへのスピン注入には酸化アルミニウム・酸化マグネシウムなどのトンネルバリアの挿入が不可欠である。本研究では酸化アルミニウム・酸化マグネシウムよりも成膜時のダメージが少ないバリア層材料として六方晶窒化ホウ素(h-BN)を提案し、その電子・スピン状態をX線吸収分光・X線吸収磁気円二色性測定により解析した。ホウ素のK吸収端と窒素のK吸収端において解析した結果、それぞれにおいてXMCDシグナルが観測された。多重散乱理論を用いたシミュレーション結果と照らし合わせた結果、窒素原子のみにスピン軌道相互作用を持たせても十分な大きさのXMCDシグナルが得られないことがわかった。これは周辺のNi原子の交換ポテンシャルによる散乱などの効果を考慮に入れなければならないことを示している。
境 誠司; 松本 吉弘; 大伴 真名歩; 圓谷 志郎; Avramov, P.; 楢本 洋*; 藤川 高志*
no journal, ,
In the present study, voltage-dependence of the TMR effect was investigated for the granular C
-Co films with the current-perpendicular-to-plane geometry. It is revealed that the MR ratio conforms to the exponential MR-V relationship down to zero bias voltage. By considering the possible MR enhancement by higher-order cotunnelling, it is successfully demonstrated that the large TMR is attributed to the very high spin polarization (P = 0.8) of tunnelling electrons generated at the C-Co compound/Co interface. The ferromagnetic exchange coupling at the interface and the interlaryer electronic interaction are able to give rise to the high spin polarization in connection with the theoretically predicted spin-filtering effect of the C-Co compound.