2022 Fiscal Year Annual Research Report
強相関トポロジカル物質の表面三角格子におけるバレー偏極が誘起する新奇電子構造
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20K03859
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| Research Institution | National Institutes for Quantum Science and Technology |
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Principal Investigator |
大坪 嘉之 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 次世代放射光施設整備開発センター, 主任研究員 (70735589)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | トポロジカル近藤絶縁体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
低温で電子相関（近藤効果）の影響により金属絶縁体転移を示す近藤絶縁体の中でも、その絶縁体相の３次元電子状態の対称性として非自明な値を持ち、近藤ギャップ中を連続的に横切る金属的な表面電子状態を持つトポロジカル近藤絶縁体(TKI)は電子相関とトポロジーの協奏効果による新奇低次元電子状態発現が期待されて多くの注目を集めている。
このようなトポロジカル電子系に対して、グラフェン等の３回回転対称のみを持ち２回回転の対称性を持たない２次元系で現れるバレー偏極構造を導入し、そこに現れると期待される特異な電子構造を明らかにすることを目的として研究を行っている。
本年度はTKIであるSmB6単結晶の表面清浄化手法の改良を目指し、超高真空中での低脱ガス・高温保持が可能な試料ホルダー兼加熱装置の製作を行った。試料の加熱と同時に発光情報を取得できる複数スロットを持つ試料ステージを製作し、今後実際に清浄化操作に用いていく。
並行して行った研究として、これまで研究・開発を進めてきたSmB6単結晶表面の清浄化手法を既存の低指数平坦面ではなく微傾斜表面に適用した事例を発表した。この試料では、結晶内部で保たれていた回転対称操作が失われた新たな原子構造と、それに伴い現れた表面電子状態を発見した。トポロジカル絶縁体一般に関して、このようにバルクと表面で大きく異なる対称性を持つ事例の報告は極めて少なく、大きな注目を集めると期待できる。
このような特異な表面電子状態の変化の中には本課題の最終目標である複素エネルギー固有値の出現などの新奇電子物性が隠れている可能性があり、観測データのさらなる解析を進めている。
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| Remarks |
発表論文３に関するプレスリリース
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