Enhancing nonreciprocal conduction properties through the control of asymmetric electron orbitals at surfaces

Publicly Offered Research

Project Area	Unveiling, Design, and Development of Asymmetric Quantum Matters
Project/Area Number	24H01652
Research Category	Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)
Allocation Type	Single-year Grants
Review Section	Transformative Research Areas, Section (II)
Research Institution	The University of Tokyo
Principal Investigator	金澤直也東京大学, 生産技術研究所, 准教授 (10734593)
Project Period (FY)	2024-04-01 – 2026-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help	¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000) Fiscal Year 2024: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Keywords	非相反伝導 / 極性金属表面 / 反対称的スピン軌道相互作用
Outline of Research at the Start	空間反転対称性の破れによって許容される非相反伝導特性の巨大化に向けた物質設計指針の構築を目指す。特に、空間反転対称性の破れを定量的に評価するパラメータとして、電気分極の現代的理論で用いられている量子位相の概念を導入し、非相反伝導特性との対応を明らかにする。具体的には、非磁性絶縁体FeSiの表面に現れる強磁性極性金属状態をモデルケースとして研究する。本研究では、電界効果・異種物質接合・元素置換によってFeSi表面に現れるアシンメトリ量子状態を広いエネルギースケールで変調して非相反伝導特性の最大化を実現し、電子-スピン結合状態の非対称性設計の合理的な方針を示す。