2014 Fiscal Year Research-status Report
分子性導体におけるディラック電子のトポロジーとゼロギャップ物質の研究
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26400355
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
鈴村 順三 名古屋大学, 理学(系)研究科(研究院), 名誉教授 (90108449)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | ゼロギャップ状態 / ディラック電子 / トポロジー / 有機導体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
有機導体α-(BEDT-TTF)2I3のディラック電子ではディラックコーンの傾斜が大きい。これを検証する有効な手法である光学電気伝導度を計算し、コーンの傾斜効果による面内異方性を調べ、振動数および化学ポテンシャル依存性から、バンド内励起とバンド間励起のそれぞれの役割を明らかにした。さらに直接的な観測に有益な光学反射率を計算し、コーンの傾斜と直線偏光との角度依存性から傾斜の役割を示した。
α-(BETS-TSF)2I3は加圧下でディラック電子によるゼロギャップ状態を示すが、α-(BEDT-TTF)2I3と異なり、電子相関効果が大きい。これを考慮し、各分子のサイトポテンシャルや、分子間飛び移りエネルギーへの効果を明らかにし、さらに常圧での絶縁体は2つのディラック点が合体することにより生じることを指摘した。
α型有機導体では8個の分子間移動エネルギーが存在する。この符号の組合わせのパターンにより16個の異なるバンドが生じることを示し、α-(BETS-TSF)2I3でディラック電子が出現する状況を把握した。さらにこのパターンの中でディラック電子を最も安定に出現させるものを見つけた。これを参考に移動エネルギーを変化させ調べ、分子の積層方向とそれに垂直方向の特定の組のトポロジカルな性質がディラック電子に重要な役割を果たしていることを見つけた。これらの研究結果はゼロギャップ物質探索の指針となることが予測される。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ディラック点の存在から出発して、ゼロギャップ状態を生じるための移動エネルギーの性質を調べ、ディラックコーンの傾斜とゼロギャップ状態出現の相互の関連を明らかにした。これにより研究目的ンの第一段階が達成できたので論文にまとめ、投稿の準備ができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
ゼロギャップ状態を示す有機導体はすでにみつかているBEDT-TTF塩の他に盛んに研究されている。最近話題となっている単一成分金属でゼロギャップ状態が明らかにされてきた。ディラック電子を示す2番目の物質として、今後の研究の発展が期待されるので、物質合成の研究者と新物質探索の議論を進める。これについて本研究で開拓されてきた時間反転対称の運動量でのトポロジカルな性質を考慮した手法を用いて、この金属におけるディラック電子出現機構を研究する。さらにディラック電子の存在とトポロジカルな性質との関わりについて研究する。
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| Causes of Carryover |
本研究では、数値計算により得られた結果を基に、関連分野の理論及び実験の研究者と意見交換及び情報収集することにより、問題点の整理と次の研究への指針を探索する。
当該年度はその準備もあったので、本研究の実施を効率よくするため、研究費の一部の使用を翌年度にまわした。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
補助金の26年度の未使用分については、次年度の補助金と合わせて、
計算機の維持費、情報収集および研究討論の旅費、論文投稿費用等に使用する。
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