トポロジカルファンデルワールス結晶ナノ試料における量子輸送現象開拓
Publicly Offered Research
| Project Area | Frontiers of materials science spun from topology |
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| Project/Area Number |
18H04216
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
井手上 敏也 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (90757014)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2020-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2019)
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| Budget Amount *help |
¥12,220,000 (Direct Cost: ¥9,400,000、Indirect Cost: ¥2,820,000)
Fiscal Year 2019: ¥6,110,000 (Direct Cost: ¥4,700,000、Indirect Cost: ¥1,410,000)
Fiscal Year 2018: ¥6,110,000 (Direct Cost: ¥4,700,000、Indirect Cost: ¥1,410,000)
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| Keywords | ファンデルワールス結晶 / トポロジカル物質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度は、MoTe2やPbTaSe2といった、新規トポロジカルファンデルワールス結晶および候補物質の劈開試料を用いて、空間反転対称性の破れた物質における固有の整流特性である非相反電荷輸送現象の研究に取り組んだ。
本年度は、上述した磁場下非相反電荷輸送現象の研究をさらに推進し、非相反伝導現象と電子バンドの幾何学やトポロジーとの関係性の解明に取り組んだ。特に、極性構造を持つ低温相がタイプⅡワイル半金属であることが知られているトポロジカルファンデルワールス結晶MoTe2において、電子バンドの幾何学やトポロジーに起因した非相反伝導の新しい機構の可能性を見出した。
具体的には、昨年度集中的に研究した縦伝導だけでなく、横伝導（ホール効果）にも着目し、MoTe2において、磁場と電流が垂直な配置では非相反縦伝導が、磁場と電流が平行な配置では非相反横伝導（非線形ホール効果）が、極性構造を反映して生じることを明らかにした、さらに、非相反縦伝導に比べて、非相反横伝導の大きさが数倍大きいことを発見した。このことは、非線形伝導の微視的機構の解明に重要な知見であると考えられ、線形伝導と非線形伝導度の相関の解析等を行うことで、観測された非相反伝導が、傾いた線形バンド分散というタイプⅡワイル半金属に特有の電子バンドの幾何学や特殊な散乱機構で説明できる可能性が示唆されている。
極性構造に起因した非相反電荷輸送は、これまで、磁場を印加した際に生じる、スピン分裂バンドの特徴的歪みの効果が主な起源として知られているが、本研究で観測された巨大な磁場下非線形ホール効果は、トポロジカル物質における新しい機構の非相反電荷輸送の可能性を示したという点で意義があると考えられる。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(24 results)
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[Presentation] Thermal Hall effect in magnetic insulators2018
Author(s)
Toshiya Ideue
Organizer
The 16th International Conference on Phonon Scattering in Condensed Matter (Phonons 2018) & The 4th International Conference on Phononics and Thermal Energy Science (PTES2016)
Related Report
Int'l Joint Research / Invited
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