Study of electronic states in topological materials by Landau zero-mode observation

• Project/Area Number: 24K00588
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 13030:Magnetism, superconductivity and strongly correlated systems-related
• Research Institution: University of Hyogo
• Principal Investigator: 水戸 毅 兵庫県立大学, 理学研究科, 教授 (70335420)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鈴木 通人 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 教授 (10596547) ; 藤井 拓斗 兵庫県立大学, 理学研究科, 助教 (40980256) ; 山根 悠 兵庫県立大学, 理学研究科, 助教 (80883511)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥18,590,000 (Direct Cost: ¥14,300,000、Indirect Cost: ¥4,290,000); Fiscal Year 2027: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000); Fiscal Year 2026: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000); Fiscal Year 2025: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000); Fiscal Year 2024: ¥11,180,000 (Direct Cost: ¥8,600,000、Indirect Cost: ¥2,580,000)
• Keywords: ディラックフェルミオン / トポロジカル絶縁体 / 磁性ワイル半金属 / ランダウ準位 / 核磁気共鳴

Outline of Research at the Start

本研究では、次の①－③によりトポロジカル物質に特異なバンド分散の形状やその形成機構を微視的に明らかにする：①NMR測定によってゼロモードランダウ準位を観測することでディラックフェルミオンの存否やその次元性を同定する手法を、様々な3次元ディラック半金属に適用して標準的判別法に高め、理論も導入して分散形状をより詳細に特定できる手法に向上させる、②この手法を磁性ワイル半金属にも適用し、同時に物質中に生じる内場を実測して、バンドのスピン分裂とワイル点形成の機構を定量的に議論する、③将来を見据えた挑戦的試みとして、NMR法によるランダウ準位の指数付けと、強相関トポロジカル物質の表面域観測を可能にする。