2023 Fiscal Year Annual Research Report
NMR測定からアプローチするディラック電子の特異な反磁性と磁場下の電子状態
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21K03450
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| Research Institution | University of Hyogo |
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Principal Investigator |
中井 祐介 兵庫県立大学, 理学研究科, 准教授 (90596842)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 核磁気共鳴 / NMR / Diracフェルミオン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、圧力下の黒リンに出現する特異な半金属相に注目し、圧力で容易にバンド構造とキャリア数を制御できる黒リンの特性を活かして従来のDirac電子系物質では困難だったキャリア数の精密制御を行い、Diracフェルミオン特有の性質を核磁気共鳴(NMR)測定から調べてきた。昨年度までに、黒リンの半金属相でDiracフェルミオンが存在する証拠となるゼロモードランダウ準位がNMR緩和率の磁場依存性に反映されることを明らかにしてきた。さらに、緩和率の磁場依存性の結果から、電子相関効果が反映されるフェルミ速度に関する情報も抽出できることを示した。これらの結果は、NMR測定がトポロジカル物質の微視的な特性についての知見を提供し、その研究に有用であることを示す重要な成果である。これまでは多結晶黒リン試料に対するNMR測定を行ってきたが、本年度は、Diracフェルミオンの異方性を調べるために、単結晶黒リンを用いた圧力下での精密NMRシフト測定を行った。黒リン試料とともに磁場校正用試料を圧力セル内に適切に配置することで、圧力セル内でも精密に黒リンのNMRシフトを決定できることがわかった。その結果、精密なNMRシフトの温度依存性測定が可能となり、半導体相におけるNMRシフトの温度依存性測定を完了できた。この結果は、Diracフェルミオンの特異な性質が期待される半金属相でのNMRシフトの結果を理解するうえで基礎となる成果である。また、黒リン関連物質を含む磁性トポロジカル候補物質に対してもNMR測定を行い、低温磁性相の微視的状態を調べた。
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[Presentation] SmS金色相における特異なギャップ状態Ⅱ2023
Author(s)
吉田章吾, 合田翔, 平岡奈緒香, 北川健太郎, 武藤哲也, 上田朔, 片上舜, 岡田真人, 横山優一, 水牧仁一朗, 芳賀芳範, 藤井拓斗, 中井祐介, 水戸毅
Organizer
日本物理学会 第78回年次大会
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