2019 Fiscal Year Annual Research Report
磁性イオンを通じて制御できるスピン軌道強結合電子の新奇輸送現象
Project/Area Number |
19H01839
|
Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
Principal Investigator |
青木 勇二 首都大学東京, 理学研究科, 教授 (20231772)
|
Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
|
Keywords | スピン軌道強結合電子 / 電子輸送 / 巨大磁気抵抗 |
Outline of Annual Research Achievements |
スピンと軌道角運動量が強く結合した「スピン軌道強結合電子」が電子輸送現象に重要な役割を果たしていると考えられる幾つかの層状化合物において基礎物性測定を進めた。 Eu3Bi2S4F4の多結晶試料では、磁気抵抗が磁場や温度に依存して符号反転する異常な磁気抵抗を見出した。その特徴を磁場-温度相図に整理することにより、Euイオン磁性が磁気抵抗を支配している証拠を得た。 EuFBiS2では共同研究を進め、空間分解ARPES実験により、単結晶内のキャリアドープ不均一性の観測に成功した。金属領域と非金属領域は、局所的結晶構造の相違と関わっている可能性が指摘された。 さらに、type-II Weyl半金属の候補物質であるWTe2およびMoTe2についても、結晶の純良化と物性測定を進めた。残留抵抗比が1,300以上に達する世界最高レベルの単結晶の育成に成功し、これを用いた共同研究を進めた。光学伝導度測定では、Weyl点を持つバンドが関与するものと考えられるDrudeピークの異常な温度依存性が観測された。MoTe2では、ホールポケット由来の量子振動の観測に初めて成功した。このポケットはWeyl電子が関与する重要なフェルミ面でありながら、これまで観測されていなかった。圧力中では、ホールポケットの大きさが圧力に対してきわめて敏感に変化する異常を見出した。 カイラル化合物IrSn4では、右手系、左手系のそれぞれについて単相の単結晶粒を作り分けることに成功した。さらに、磁場のべき依存性を示す特異な磁気抵抗を発見した。
|
Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
単結晶を用いた高精度磁気抵抗測定のために、高い角度分解能を持つ磁場中角度回転システムを構築する必要があった。新型コロナウイルス感染拡大のために、この装置整備は当初の計画より遅れることとなった。しかし、その後の装置改良は順調に進み、磁場中の試料回転を行いながら磁気抵抗等の測定を行うことが可能となった。Eu3Bi2S4F4における成果はその一部であり、上記の「研究実績の概要」に示したとおりである。 スピン軌道強結合電子の特徴の発現が期待される幾つかの化合物についても、フラックス法を用いた純良単結晶育成とその基礎物性測定が順調に進み、上述の幾つかの特異な振る舞いを見出すことができた。 本研究により育成された純良単結晶試料を用いて、国内外における多くの物性測定グループとの多方面からの共同研究も順調に進んだ。
|
Strategy for Future Research Activity |
本年度に得られた成果と課題を考慮しつつ、さらに発展させる方向で、スピン軌道強結合電子に起因する特異物性の発現が期待される幾つかの化合物について、新規電子状態の探索と究明を進める。 磁場中角度回転システムについては、コンピュータ制御による測定の効率化とさらに高い角度分解能を目指し改良を行う。 カイラル結晶構造を持つ化合物については、「研究実績の概要」で述べたIrSn4以外にも、純良な単結晶育成が可能と推測される候補物質がある。これらの化合物に対して、純良単結晶育成および特異な電子輸送効果の探索を進める。さらに、育成された単結晶試料を用いて、国内外の各種物性測定グループとの多方面からの共同研究を推進する。
|
Research Products
(57 results)
-
-
-
-
-
[Journal Article] muSR and Neutron Scattering Studied on Possible Partially-Disordered Magnetic State Coexisting with Heavy Quasiparticles in SmPt2Si22020
Author(s)
Naoki Nakamura, Ryuji Higashinaka, Kengo Fushiya, Ryo Tsubota, Takashi U. Ito, Wataru Higemoto, Akiko Nakao, Ryoji Kiyanagi, Takashi Ohhara, Koji Kaneko, Tatsuma D. Matsuda, and Yuji Aoki
-
Journal Title
JPS Conf. Proc.
Volume: 29
Pages: 012009 [6]
DOI
Peer Reviewed / Open Access
-
-
[Journal Article] Detection of hole pockets in the candidate type-II Weyl semimetal MoTe2 from Shubnikov-de Haas quantum oscillations2020
Author(s)
Y. J. Hu, W. C. Yu, Kwing To Lai, D. Sun, F. F. Balakirev, W. Zhang, J. Y. Xie, K. Y. Yip, E. I. Paredes Aulestia, Rajveer Jha, Ryuji Higashinaka, Tatsuma D. Matsuda, Y. Yanase, Yuji Aoki, and Swee K. Goh
-
Journal Title
Phys. Rev.Lett.
Volume: 124
Pages: 076402 [6]
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
-
-
-
-
-
-
[Journal Article] 27Al-NMR/NQR Spectral Analysis of Single Crystal PrTa2Al202020
Author(s)
Tetsuro Kubo, Hideki Tou, Ryoma Miyake, Haruki Matsuno, Hisashi Kotegawa, Hisatomo Harima, Ryuji Higashinaka, Akihiro Nakama, Yuji Aoki, Hideyuki Sato, Yoshihiko Ihara, Takayuki Goto, Michihiro Hirata, and Takahiko Sasaki
-
Journal Title
JPS Conf. Proc.
Volume: 30
Pages: 011158 [7]
DOI
Peer Reviewed / Open Access
-
-
-
[Journal Article] Inhomogeneous charge distribution in a self-doped EuFBiS2 superconductor2019
Author(s)
T. Sugimoto, E. Paris, K. Terashima, A. Barinov, A. Giampietri, T. Wakita, T. Yokoya, J. Kajitani, R. Higashinaka,T. D. Matsuda, Y. Aoki, T. Mizokawa, and N. L. Saini
-
Journal Title
Phys. Rev. B
Volume: 100
Pages: 064520 [6]
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
-
-
-
-
-
-
[Presentation] 充填スクッテルダイト化合物PrFe4P12 に対する直線偏光依存硬X 線内殻光電子分光2020
Author(s)
濱本諭, 近藤佑宥, 藤原秀紀, 木須孝幸, 東谷篤志, 山崎篤志, 今田真, 田中新, 玉作賢治, 矢橋牧名, 石川哲也, 中村直貴, 東中隆二, 松田達磨, 青木勇二, 関山明
Organizer
日本物理学会第75 回年次大会
-
[Presentation] 内殻硬X線光電子線二色性による反強磁性体SmPt2Si2 の4f 軌道対称性研究2020
Author(s)
有長祐人, 濱本諭, 近藤佑宥, 藤原秀紀, 西本幸平, 姫野良介, 木須孝幸, 中田惟奈, 今田真, 中川広野, 山崎篤志, 東谷篤志, 玉作賢治, 矢橋牧名, 石川哲也, 山田瑛, 東中隆二, 松田達磨, 青木勇二, 関山明
Organizer
日本物理学会第75 回年次大会
-
-
-
[Presentation] BiS2 系層状化合物の温度-圧力相図2020
Author(s)
有馬寛人, Y. Yuan, 内藤康氏, 工藤一輝, 矢藤優佑, Rajveer Jha, 後藤陽介, 水口佳一, 松田達麿, 青木勇二, 松林和幸
Organizer
日本物理学会第75 回年次大会
-
-
-
-
-
[Presentation] Development of slow fluctuations at lowtemperatures in PrNb2Al20 revealed by 27Al-and 93Nb-NMR measurements2019
Author(s)
T. Kubo, H. Tou, R. Miyake, H. Matsuno, H. Kotegawa, H. Harima, R. Higashinaka, A. Nakama, Y. Aoki, H. Sato,Y. Ihara, T. Goto, M. Hirata, and T. Sasaki
Organizer
J-Physics 2019, International Conference & KINKEN-WAKATE 2019
Int'l Joint Research
-
[Presentation] Investigations of an anomalous partial magnetic ordered state coexisting with heavy electron state of SmPt2Si22019
Author(s)
N. Nakamura, R. Higashinaka, K. Fushiya, R. Tsubota, T. U Ito, W. Higemoto, A. Nakao, R. Kiyanagi, T. Ohhora, K. Kaneko, T. D. Matsuda and Y. Aoki:
Organizer
J-Physics 2019, International Conference & KINKEN-WAKATE 2019
Int'l Joint Research
-
-
-
-
[Presentation] Super lattice structure in BiS2 layeredsuperconductor LaO0:5F0:5BiS22019
Author(s)
Hajime Sagayama, Joe Kajitani, Ryoko Sagayama, Takumi Hasegawa, Reiji Kumai, Youichi Murakami, Keisuke Matsuura, Masaaki Mita, Takuya Asano, Ryuji Higashinaka, Tatsuma D. Matsuda, Yuji Aoki:
Organizer
International Conference on Strongly Correlated Electron Systems (SCES) 2019
Int'l Joint Research
-
-
-
[Presentation] NMR Study of the Microscopic Inhomogeneity in the Non-Kramers System PrT2Al20 (T=Nb, Ta)2019
Author(s)
Tetsuro Kubo, Hideki Tou, Ryoma Miyake, Haruki Matsuno, Hisashi Kotegawa, Hisatomo Harima, Ryuji Higashinaka, Akihiro Nakama, Yuji Aoki, Hideyuki Sato, Yoshihiko Ihara, Takayuki Goto, Takahiko Sasaki:
Organizer
International Conference on Strongly Correlated Electron Systems (SCES) 2019
Int'l Joint Research
-
-
-
-
-
-
[Presentation] Pr(O,F)BiS2 のPr 原子価とフェルミ面2019
Author(s)
守田智洋, 岡本陽平, 松澤悠, 溝川貴司, Eike Schwier, 島田賢也, Naurang Saini, 梶谷丈, 東中隆二, 松田達磨, 青木勇二
Organizer
日本物理学会2019 年秋季大会
-
[Presentation] カイラル結晶構造を持つIrGe4 の光電子分光2019
Author(s)
島岩泰暉, 密岡拓心, 溝川貴司, 大村瑠美, 千葉優馬, 東中隆二, 松田達磨, 青木勇二, 有田将司, A. Barinov, V. Kandyba, A. Giampietri, N. L. Saini:
Organizer
日本物理学会2019 年秋季大会
-
[Presentation] PrT2Al20 (T = Nb,Ta) における超微細結合の27Al-および93Nb-NMR による研究2019
Author(s)
久保徹郎, 藤秀樹, 三宅遼磨, 松野治貴, 小手川恒, 播磨尚朝, 東中隆二, 中間章浩, 青木勇二, 佐藤英行, 井原慶彦, 後藤貴行, 平田倫啓, 佐々木孝彦
Organizer
日本物理学会2019 年秋季大会
-
-
-
[Presentation] 充填スクッテルダイト化合物PrFe4P12 に対する硬X線内殻光電子線二色性の観測2019
Author(s)
濱本諭, 藤原秀紀, 木須孝幸, 東谷篤志, 山崎篤志, 今田真, 田中新, 玉作賢治, 矢橋牧名, 石川哲也, 中村直貴, 東中隆二, 松田達磨, 青木勇二, 関山明
Organizer
日本物理学会2019 年秋季大会
-
-
-
-
-
-
[Presentation] 共鳴硬X 線光電子分光によるCe122 の電子状態の研究2019
Author(s)
井角元, 水牧仁一朗, 雀部矩正, 保井晃, 明渡悠, 河端拓, 下笠諒平, 柴垣善則, 河村直己, 池永英司, 筒井智嗣, 佐藤仁, 魚住孝幸, 松田達磨, 大貫惇睦, 三村功次郎
Organizer
日本物理学会2019 年秋季大会
-