2021 Fiscal Year Annual Research Report
Function creation in polar metals
| Project/Area Number |
21H01030
|
|---|
| Research Institution | Osaka University |
|---|
Principal Investigator |
高橋 英史 大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (50748473)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中埜 彰俊 名古屋大学, 理学研究科, 助教 (50842613)
秋葉 和人 岡山大学, 自然科学学域, 助教 (60824026)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| Keywords | 極性金属 / 半金属 / 超伝導 / ピエゾ効果 / 熱電効果 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
固体物質では結晶構造の空間反転対称性の破れに起因し分極（極性）を持つ物質がある。この分極に起因して、絶縁体材料では強誘電性や圧電性が生じる。また磁性を持つ材料では、磁性と強誘電性が相関したマルチフェロイック材料がこれまで盛んに研究されてきた。一方で、金属における極性構造の影響についての研究は少なく、特に、極性構造に由来した分極が生み出す機能性はこれまであまり報告されていない。しかしながら、静的な分極の影響は無くても、動的な分極の影響を伝導電子が受ける可能性ある。このような観点のもと本研究では極性金属の合成と新奇現象の開拓を試みた。その中で、極性構造－非極性構造の構造不安定性を持つ、3元系化合物の合成に成功した。さらにこの材料において、２K付近で超伝導転移を示すことを明らかにした。また、極性構造に由来した、ラッシュバ型のスピン分裂が予想され、それに起因した異方的な臨界磁場が観測された。さらに、極性金属MoTe2における動的ピエゾ効果の観測を試みた。その結果、MoTe2では有限な逆ピエゾ効果を観測し、金属においても誘電性が現れることを明らかにしている。一方でその定量性を評価することは難しく今後の課題である。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究では、極性構造を有する金属材料の合成とその新機能の創成を目指し研究を行っている。そして、これまでに極性－非極性の構造不安定性を持つ新材料（3元系化合物）の単結晶合成に成功した。さらにこの物質の第一原理計算により、バンド反転を持つトポロジカルなバンド半金属であることが示唆された。また電気抵抗や磁化の測定から超伝導転移を示すことを明らかにした。そのほかにもMoTe2のような遷移金属カルコゲナイド化合物において動的ピエゾ効果の観測に初めて成功している。
|
| Strategy for Future Research Activity |
本研究では、極性－非極性の構造不安定性を持つ新規材料の単結晶合成に成功し、低温２Kで超伝導転移を示すことを明らかにした。そこで、この超伝導転移温度の向上を目指し、化学置換を試みる。さらに超伝導の性質を調べつため、熱電効果等の輸送現象の測定を行う。そのほかにも、トポロジカル材料における動的ピエゾ効果の観測に成功しており、定量性を含めたより詳細な研究を行う。
|
