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本研究成果のポイント
- 新奇层状超伝导体尝补翱1-xFxBiS2に隠されたスピン偏极电子状态を発见
- 电子エネルギーによってスピン电子构造に変化が现れる事を発见
- 超伝导状态と电子スピンの関係を研究する上で重要な试料であること
概要
広岛大学放射光科学研究センターの奥田太一教授、宮本幸治助教、広島大学大学院理学研究科博士課程3年のWu Shilongらの研究グループは、広島大学大学院理学研究科木村昭夫教授と山梨大学大学院附属クリスタル科学研究センターの長尾雅則助教、綿打敏司准教授、田中功教授らの研究グループと共同で、最近発見されたランタン（La）と酸素（O）およびビスマス（Bi）と硫黄（S）からなる、超伝導を示す層状化合物中に隠されたスピン偏極電子状態が存在する事を発見しました（図１）。
本物质は叠颈や尝补といった大きなスピン轨道相互作用を持つ元素が用いられており、その电子状态はスピン轨道相互作用が重要な役割を担うと理论的に示唆されました。従来、このような大きなスピン轨道相互作用をもつ物质は、结晶が空间反転対称性をもつ场合はスピン偏极した电子状态を生じ、対称性をもたない物质ではスピン偏极した电子状态は存在し得ないと考えられていました。
しかし最近、结晶全体に空间反転対称性を持つ物质でも局所的にその対称性が破れた构造を持っていればスピン偏极电子状态が生じる可能性が理论的に指摘されていました。今回研究グループは広岛大学放射光科学研究センター（贬颈厂翱搁）に设置された高分解能スピン?角度分解光电子分光装置を用いて、最近発见された层状の超伝导物质において局所的なスピン偏极电子状态が存在することを初めて発见しました。またそのスピン偏极电子构造が电子の持つエネルギーに依存して変化することも突き止め、さらに、この物质ではスピン偏极した电子が超伝导に直接かかわっていることがわかりました。
本结果は、层状化合物の表と里に隠されたスピン偏极电子状态が存在することを意味しており、本物质がデュアルゲートスピントランジスタなどのスピントロニクスデバイス応用にもつながると期待されます。
本研究成果は、「Nature Communications（ネーチャーコミュニケーションズ）」にオンライン掲載されました。
论文情报
- 掲載雑誌: Nature Communications
- 論文題目: Direct evidence of hidden local spin polarization in a centrosymmetric superconductor LaO0.55F0.45BiS2
- 著者:Shilong Wu, K. Sumida, K. Miyamoto, K. Taguchi, T. Yoshikawa, A. Kimura, Y. Ueda, M. Arita, M. Nagao, S. Watauchi, I. Tanaka and T. Okuda
- doi: 10.1038/s41467-017-02058-2
【お问い合わせ先】
広岛大学放射光科学研究センター
教授 奥田 太一
