2016 Fiscal Year Research-status Report
トポロジカル絶縁体のスピンロックを支配する非弾性散乱時間のＮＭＲによる実験的決定
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15K05148
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| Research Institution | Sophia University |
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Principal Investigator |
後藤 貴行 上智大学, 理工学部, 教授 (90215492)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田邉 洋一 東北大学, 理学研究科, 助教 (80574649)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | トポロジカル絶縁体 / 表面スピンテキスチャ / ＮＭＲ / μＳＲ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の主題は、トポロジカル絶縁体表面内で完全偏極しているスピン構造を超低速μＳＲによって捉えることである。薄膜に平行に横磁場（ＴＦ）を印加し、ＴＦに平行・反平行に向いたスピン流の時間反転対称性を破り、試料表面に垂直なキャントを引き出し、これをミュオンの時間スペクトルの変化（内部磁場、緩和率）で検出する。しかしながら、ミュオンのエネルギーを表面トポロジカル層に停止させるほど小さく（～１ｋｅＶ程度）に下げると、現状で稼働しているμＳＲ施設では、さまざまなアーチファクトが発生し、緩和率や内部磁場の測定値が変化してしまう。
そこで、どの程度の測定確度が要求されるか、ミュオンサイトの超微細結合定数を磁化率と横磁場ミュオン回転周波数の温度依存性をスケール、すなわち、いわゆるＫ－χプロットをすることで、超微細結合定数（Ｔ／μＢ）を求めることが期待される。本年度は、トポロジカル絶縁体薄膜（テトラジマイト構造Ｂｉ１．５Ｓｂ０．５ＴｅＳｅ２）の磁化率測定及びバルクμＳＲの測定も行った。現在、解析を行っている。
また、分担者（田邉）は、トポロジカル試料表面に有機アニオンを被せることで、ｐｎジャンクションを形成することに成功し、さらに表面に配置したゲート電圧で電子状態の制御も行えることを見出した。これは新たな展開を生むと期待される。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
Ｋ－χプロットを行うためのＮＭＲのナイトシフトの温度依存性測定が当初の見込みより遅れている。これは試料分量が少なく、期待した信号強度が得られないためである。今後、試料を追加で合成するとともに、測定系のノイズ低減の方策を検討する。
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度であるため、論文のとりまとめに向けて研究を進める。具体的には、
１）ナイトシフトの温度依存性を測定し、Ｋ－χプロットを行う。
２）JPARCでの超低速μSRの測定を検討する（現在、未だ、施設のテスト段階であるが、そのテストに参加させて貰えるよう依頼中）
の二点である。
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| Causes of Carryover |
学会発表旅費が見込み額よりも少なかったため残余が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
最終年度であるため、論文投稿料及び学会発表のための旅費に使用する予定。
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