2021 Fiscal Year Annual Research Report
Control of drastic spin-responses in strongly spin-orbit coupled systems
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19H01850
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| Research Institution | The University of Electro-Communications |
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Principal Investigator |
伏屋 雄紀 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (00377954)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
白石 誠司 京都大学, 工学研究科, 教授 (30397682)
徳永 将史 東京大学, 物性研究所, 准教授 (50300885)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | スピン軌道結合 / スピンホール効果 / スピン変換 / 磁気抵抗 / ランダウ量子化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度までにえられた研究成果を発展させ，今年度は次の研究成果をえた．
（１）g因子はスピン軌道結合効果によって異方的になり得るが，その詳細は単純なバンド計算から得ることは困難である．この困難さゆえ，g因子の異方性に起因する新奇現象の発掘が十分に進んでいなかった．本研究では，我々のこれまでの研究からg因子の異方性が明確に分かっているBiを用いて，スピン変換に大きな異方性が表れることを見出した．スピントルク強磁性共鳴を用いた測定から，Bi(110)方向には24%ものスピン変換効率が得られ，それがBi(111)方向ではほぼ0%になるという，極端な異方性を実現した．g因子の異方性による異方的スピン変換効率は，本研究が初めてである．本成果については投稿中である．（白石ー伏屋共著）
（２）強磁場における量子極限領域では，電子相関の効果が強大になり，これにより異常な量子状態が実現し得る．我々は，トポロジカル絶縁体のBiSbにおいて，磁場を用いて半導体から半金属へと転移させ，スピン偏極した量子極限状態を実現した．独自の磁場中固体電子の量子論「π-matrix法」を用いて，BiSbの磁場中計算を初めて行い，観測された半導体ー半金属転移の起源を明らかにした．印加する磁場をさらに大きくすることで，予想だにしなかった「再絶縁化」が起こることを観測した．様々な解析から，エキシトニック絶縁体が実現している可能性が浮かび上がってきた．本成果については投稿中である．（徳永ー伏屋共著）
（３）近年，トポロジカル物質科学の分野では，カイラルアノマリーと負の磁気抵抗の関係に注目が集まっている．我々は，独自に開発してきた磁気抵抗の計算法を用いて，ワイル電子系の磁気抵抗を計算した．その結果，カイラルアノマリーの効果がなくても，負の縦磁気抵抗が現れることを明らかにした．本成果については投稿中である．
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| Research Progress Status |
令和3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3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(21 results)
