2017 Fiscal Year Annual Research Report
Project/Area Number |
16H02209
|
Research Institution | The University of Tokyo |
Principal Investigator |
中辻 知 東京大学, 物性研究所, 教授 (70362431)
|
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
近藤 猛 東京大学, 物性研究所, 准教授 (40613310)
|
Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
|
Keywords | トポロジー / 反強磁性 / ワイル半金属 / フラストレート磁性 / ホール効果 |
Outline of Annual Research Achievements |
トポロジカル反強磁性体の候補物質であるパイロクロア型イリジウム酸化物の薄膜作製を行った。特にLuttinger Semimetalとして知られているPr2Ir2O7のエピタキシャル薄膜の作製に世界で初めて成功した。その結果、基盤として使っているYSZにその格子定数がロックされ[111]方向に引っ張り応力のかかった薄膜とロックされておらず応力のかかっていない部分が混在した薄膜が混在していることが分かった。さらに、詳細な実験を進めた結果、このPr2Ir2O7薄膜が磁化を伴わずに自発的な異常ホール効果をゼロ磁場で30 K以下で発現することがわかった。このことは、歪を受けている薄膜部分においてall-in all-out型の5d電子の磁気秩序が現れており、その結果として磁気ワイル半金属状態になっている可能性を明らかにした。すなわち、当初の研究計画にあったNd2Ir2O7で実現する5d電子に基づくall-in all-out状態とそれが作るワイル半金属電子状態をPr2Ir2O7の薄膜において実現することに成功した可能性が高い。また、共同研究からラッティンジャー半金属状態の性質として、動的な誘電率が非常におおきく増強していることも明らかにした。一方、角度分解光電子分光は、トポロジカル物性を司る電子構造の直接観察を可能とする強力な実験手法であるが、我々はこの手法を用いて、世界初となる時間反転対称性の破れに起因するワイル粒子を反強磁性体金属のMn3Snで実証した。いずれも、トポロジカル反強磁性体の存在を世界で初めて実証した重要な成果である。
|
Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
物性科学で現在最も急速な進展を見せるトポロジカル物性分野において、磁性ワイル粒子は長らくその検出が待ち望まれていた固体内素励起であり、それを成功させた本研究が領域内外に与えるインパクトは大きいものとの自己判断に基づく。
|
Strategy for Future Research Activity |
当初の研究計画にあったNd2Ir2O7で実現する5d電子に基づくall-in all-out状態とそれが作るワイル半金属電子状態をPr2Ir2O7の薄膜において実現することに成功した可能性が高い。今後は、そのことをより明確に実証するために、このPr2Ir2O7の薄膜の持つ低温状態の詳細を磁気抵抗やホール効果により詳細に調べる。また、トポロジカル磁性物質のより微細な固体内素励起の検出を可能とするため、光電子分光装置の高度化を進める。また、試料作成グループとの連携を深め、表面敏感な光電子分光に耐えうる試料準備条件の最適化を行う。
|
Research Products
(111 results)
-
-
-
-
-
-
-
[Journal Article] Quantum valence criticality in a correlated metal2018
Author(s)
Kuga K、Matsumoto Y、Okawa M、Suzuki S、Tomita T、Sone K、Shimura Y、Sakakibara T、Nishio-Hamane D、Karaki Y、Takata Y、Matsunami M, Eguchi R、Taguchi M、Chainani A、Shin S、Tamasaku K、Nishino Y、Yabashi M、Ishikawa T、Nakatsuji S
-
Journal Title
Science Advances
Volume: 4
Pages: eaao3547
DOI
Peer Reviewed / Open Access
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
[Journal Article] Evidence for magnetic Weyl fermions in a correlated metal2017
Author(s)
Kuroda K、Tomita T、Suzuki M-T、Bareille C、Nugroho A.A、Goswami P、Ochi M、Ikhlas M、Nakayama M、Akebi S、Noguchi R、Ishii R、Inami N、Ono K、Kumigashira H、Varykhalov A、Muro T、Koretsune T、Arita R、Shin S、Kondo T、Nakatsuji S
-
Journal Title
Nature Materials
Volume: 16
Pages: 1090~1095
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
[Presentation] Magnetic octupole induced large magneto-optical Kerr effect in the antiferromagnetic Weyl metal Mn3Sn2018
Author(s)
T. Higo, H. Man, M. Ikhlas, T. Koretsune, M.-T. Suzuki, R. Arita, D. Gopman, Y. Kabanov, R. Shull, O. van ’t Erve, Liang Wu, D. Rees, S. Patankar, J. Orenstein,Yufan Li, C.L. Chien, and S. Nakatsuji
Organizer
J-Physics平成29年度領域全体会議
-
-
-
-
-
[Presentation] レーザー光電子分光で観測する弱いトポロジカル絶縁体β-Bi4I4の側面表面状態2018
Author(s)
野口亮, 高橋敬成, 黒田健太, 越智正之, 白澤徹郎, C. Bareille, 坂野昌人, 中山充大, 矢治光一郎, 原沢あゆみ, 岩澤英明, M. Watson, P. Dudin, T. Kim, M. Hoesch, 辛埴, 有田亮太郎, 笹川崇男, 近藤猛
Organizer
日本物理学会 第73回年次大会
-
[Presentation] 偏光可変レーザーを用いたスピン分解ARPES で見るTlBiSe2 表面状態のスピン軌道テクスチャー2018
Author(s)
松丸大樹, 黒田健太, 野口亮, 矢治光一郎, 原沢あゆみ, 中山充大, Binghai Yan, 木村昭夫, 出田真一郎, 田中清尚, 近藤猛, 小森文夫, 辛埴
Organizer
日本物理学会 第73回年次大会
-
[Presentation] レーザーARPESで精密観測するBa2Ca4Cu5O10(F,O)2の超伝導状態2018
Author(s)
國定聡, 小濱芳允, 磯野隼佑, 足立伸太郎, C Bareille, 関根遼太郎, 黒田健太, 常盤和靖, 辛埴, 近藤猛
Organizer
日本物理学会 第73回年次大会
-
[Presentation] 反強磁性秩序をもつ多層ディラック電子系EuMnBi2の電子構造の研究2018
Author(s)
深田和宏, 増田英俊, 坂野昌人, 黒田健太, 原沢あゆみ, 矢治光一郎, 近藤猛, 辛埴, 酒井英明, 石渡晋太郎, 石坂香子
Organizer
日本物理学会 第73回年次大会
-
[Presentation] トポロジカル超伝導体SrxBi2Se3のレーザー角度分解光電子分光による電子構造の測定2018
Author(s)
都築章宏, 大田由一, 橋本嵩広, 長島椿, 橘和宗, 竹田駿, 渡部俊太郎, C. T. Chen, 近藤猛, 笹川崇男, 岡崎浩三, 辛埴
Organizer
日本物理学会 第73回年次大会
-
-
-
-
-
-
-
[Presentation] Thermal expansion and magnetostricition studies of multipole order in PrT2AAI20(T=Ti,V)2017
Author(s)
S. Nakatsuji, K. Hattori, M. Takigawa, T. Sato, Y. Nakanishi, Y.B.Kim, Y. Shimura, A. Sakai, Y. Nagaoka, K. Matsubayashi
Organizer
J-Physics Topical Meeting:Exotic Phenomena in Itinerant Multipole Systems
Int'l Joint Research
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
[Presentation] カイラル反強磁性体Mn3Snにおける磁気光学効果と磁気八極子ドメインの直接観測2017
Author(s)
肥後友也, H. Man, M. Ikhlas, 是常隆, 鈴木通人, 有田亮太郎, D.B. Gopman, O.M.J. van ’t Erve, R.D. Shull, Liang Wu, J. Orenstein, 中辻知
Organizer
11回物性科学領域横断研究会 11th Joint Workshop of Scientific Research on Innovative Areas
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
[Presentation] カイラル反強磁性体Mn3Snにおける表面状態の観測2017
Author(s)
向笠清隆, 下澤雅明, 鈴木喜貴, 杉井かおり, 近藤潤, 山下穣, 多田靖啓, 中村壮智, 勝本信吾, Muhammad Ikhlas, 冨田崇弘, 肥後友也, 中辻知, Marcin Konczykowski, 松田祐司, 松浦康平, 水上雄太, 芝内孝禎
Organizer
日本物理学会2017年秋季大会
-
-
-
-
-
[Presentation] 価数揺動物質YbAlB4におけるYb 3d内殻光電子スペクトル線二色性2017
Author(s)
久我健太郎, 金井惟奈,藤原秀紀, 藤岡修平, 山神光平, 濱本諭, 青山雄一, 関山明, 東谷篤志, 門野利治, 今田真, 山崎篤志, 玉作賢治, 矢橋牧名, 石川哲也, 中辻知, 木須孝幸
Organizer
日本物理学会2017年秋季大会
-
[Presentation] 重い電子系化合物α-YbAlB4の低温における圧力・磁場依存性II2017
Author(s)
大浦桃子, 池田修悟, 増田亮, 小林康浩, 瀬戸誠, 依田芳卓, 平尾直久, 河口沙織, 大石泰生, 鈴木慎太郎, 久我健太郎, 中辻知, 小林寿夫
Organizer
日本物理学会2017年秋季大会
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
[Presentation] The high magnetic transition temperature and Kondo Insulator-like transport property in α-YbAl1-xMnxB42017
Author(s)
S. Suzuki, K. Takubo, K. Kuga, W. Higemoto, T. U. Ito, T. Tomita, Y. Shimura, Y.Matsumoto, Cedric Bareille, H. Wadati, S. Shin and S. Nakatsuji
Organizer
Strongly Correlated Electron Systems, 2017
Int'l Joint Research
-
[Presentation] Anisotropic Magetresistance in High-Magnetic-Field Phase and Field-Induced Quantum Criticality in the Quadrupolar Kondo Lattice Prv2Al202017
Author(s)
Y. Shimura, B. Zeng, R. U. Schoenemann, Q. Zhang, D. Rhodes, M. Tsujimoto, Y. Matsumoto, A, Sakai, T. Sakakibara, K. Araki, W. Zheng, Q. Zhou, L. Balicas and S. Nakatsuji
Organizer
Strongly Correlated Electron Systems, 2017
Int'l Joint Research
-
-
-
-
-
-
-
[Presentation] Magneto-optical Kerr effects and real-time imaging of magnetic domains in the non-collinear antiferromagnetic metal Mn3Sn2017
Author(s)
T. Higo, H. Man, D. B. Gopman, Liang Wu, Y. P. Kabanov, O. M. J. van ’t Erve, D. Rees, Yufan Li, S. Patankar, M. Ikhlas, C. L. Chien, R. D. Shull, J. Orenstein, and S. Nakatsuji
Organizer
International Conference on Topological Materials Science 2017 (TopoMat2017)
Int'l Joint Research
-
-
-
-
-