2021 Fiscal Year Annual Research Report
圧力下のPbTeにおけるトポロジカル電子相実現の実証とその物性解明
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19K14660
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
秋葉 和人 岡山大学, 自然科学学域, 助教 (60824026)
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2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | Dirac電子系 / 磁気抵抗 / 高圧力 / 磁場方向依存性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究年度においては圧力セルの回転機構を完成し、これを用いた圧力下磁気抵抗の磁場方向依存性の測定を行うことで、特にLaAgSb2の圧力下Fermi面形状と磁気抵抗効果の顕著な磁場方向依存性を明らかにした。前年度までにインデンター型圧力セルの回転機構開発を進めてきたが、本年度において最大圧力4 GPa, 最低温1.5 Kの範囲において常用可能な水準に達したものと考えている。これによって本研究の対象物質のみならず、今後他の物質のフェルミオロジー研究にも広く応用可能な技術となることが期待できる。
この技術を用いることでLaAgSb2の4 GPaに至る圧力下量子振動・磁気抵抗効果の磁場方向依存性を測定することに成功した。また第一原理計算に基づくFermi面計算および電気伝導度の数値計算を行い実験結果と比較することで、圧力下における電子構造の詳細を決定することに成功した。LaAgSb2はSb正方格子に由来する異方的Diracバンドを有し、常圧ではこれがCDWのネスティングをおこして一部消失しているものと考えられていた。我々は圧力でこのCDWを完全に抑制した通常金属相だけで見られる顕著な磁気抵抗の角度依存性を明らかにした。観測された磁気抵抗の角度依存性は、通常金属相で予想されるFermi面に基づく電気伝導度の数値計算によって特徴が良く再現されることも明らかにした。これらは3.2 GPa以上の圧力域で異方的Diracバンドが完全に出現することで高易動度・高伝導度の金属状態が実現していることを示す。また量子振動の磁場方向依存性から、LaAgSb2は圧力下でもFermi面の高い２次元性を保っていることを明らかにし、通常金属相で観測された量子振動を計算と比較することで極値断面積を同定することに成功した。
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