2014 Fiscal Year Annual Research Report
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23740236
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
横山 毅人 東京工業大学, 理工学研究科, 助教 (30578216)
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| Project Period (FY) |
2011-04-28 – 2015-03-31
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| Keywords | トポロジカル絶縁体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
最終年度に実施した研究の成果：トポロジカル結晶絶縁体は結晶の対称性により定義されたトポロジカル数で特徴づけられる物質の新しい状態として近年注目を集めている。申請者はトポロジカル結晶絶縁体に磁性不純物をドープしかつ強誘電体を接合することで、トポロジカル結晶絶縁体表面に磁性と歪みを誘起した場合の輸送現象を明らかにした。磁性と歪みによりトポロジカル結晶絶縁体表面に現れるディラック電子にゲージ場および質量項を与えることができる。トポロジカル結晶絶縁体SnTe表面には４つのディラック電子が存在することが知られているが、磁性と歪みにより4つのディラック電子を独立に制御し、スピンと4つのディラック電子の間の輸送現象における相関を明らかにした。特に磁化の方向によって支配的なディラック電子の寄与を制御できることを示した。この成果によりトポロジカル結晶絶縁体を用いたスピンバレートロ二クスの今後の展開が期待される。
研究期間全体を通じて実施した研究の成果：申請者は強磁性体をトポロジカル絶縁体に接合した系における種々のスピン物性を明らかにした。この系における熱流を計算しベリー位相や表面ギャップとの関係性を明らかにした。またトポロジカル絶縁体表面の電流誘起スピン偏極による強磁性体の磁化のダイナミクスを調べ電流誘起磁化反転の可能性を見出した。また、光によるスピン偏極や強磁性体の磁化のダイナミクスによる整流効果、トポロジカル絶縁体表面におけるスピンの拡散現象などを明らかにした。以上の成果によりトポロジカル絶縁体に特徴的なスピン物性を明らかにすることに成功したと言える。
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