2019 Fiscal Year Annual Research Report
Research on new phenomena originating from Weyl and Dirac Fermion in a bulk single crystal
Publicly Offered Research
| Project Area | Frontiers of materials science spun from topology |
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| Project/Area Number |
18H04226
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
村川 寛 大阪大学, 理学研究科, 助教 (40611744)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | ワイル半金属 / ベリー位相 / 量子振動 / トポロジカル半金属 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ワイル半金属TaAsとNbAsの大型単結晶を合成して50テスラまでの強磁場下で電気抵抗率を測定して量子振動の位相を解析することにより、スピン分裂したバンドが1つまたは2つ交差した状態のランダウ準位について研究を行った。その結果、ワイル点を1つ含んだ系では磁場方位を変えてサイクロトロン極値軌道面をワイル点から離していくと量子振動のピークが分裂していくことを発見した。これはワイル粒子が周回運動する際にスピンがつくる立体角が、スピンと運動量の結合方向（カイラリティ）に依存して異なることによるベリー位相の差をランダウ準位の分裂として検出したものと考えられる（論文作成中）。また、カイラリティの異なる2つのワイル点を囲んだ場合にはベリー位相はゼロになるものの、量子振動の位相はワイル型分散を反映して複雑な磁場方位依存性を示すことを観測した。この原因について、異方的な形状のフェルミ面で磁場方位に依存して変化する「極値軌道面とワイル点ペアとの相対的な位置関係」に基づいて議論し論文発表した。
次に、ノーダルライン半金属PbTaSe2についてTa核の核四重極共鳴法測定を行いその超伝導状態について研究を行った。核スピン・格子緩和時間の測定からはs波超伝導状態を示唆する結果が得られたものの、超伝導ギャップの大きさはBCSモデルよりも有意に小さいものであった。これは複数あるフェルミ面の中でも電子間引力の弱いTa-5d軌道により構成されたフェルミ面の超伝導状態を優先的に観測したことを示唆しておりマルチバンド超伝導状態の特徴をとらえたものである。
さらにノンシンモルフィックな結晶構造を持つ磁性半導体単結晶の合成にも成功し、0.3テスラの磁場で電気抵抗率が数千分の1に減少する巨大な負の磁気抵抗効果を観測した。こちらは従来の理論では説明できない巨大応答電子物性であり、今後の研究の進展が期待される
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] 多層ディラック電子系BaMnBi2におけるBi正方格子の極性歪に敏感なスピン・バレー状態2020
Author(s)
近藤雅起, 酒井英明, 越智正之, 栗原綾佑, 小島達弘, 櫻木俊輔, 三宅厚志, 徳永将史, 國定聡, 黒田健太, 近藤猛, 黒木和彦, 藤村飛雄吾, 中川賢人, 村川寛, 花咲徳亮
Organizer
日本物理学会第75回年次大会
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[Presentation] 層状ディラック磁性体BaMnBi2における面内極性歪に敏感なスピン・バレー結合状態2020
Author(s)
近藤雅起, 酒井英明, 越智正之, 栗原綾佑, 小島達弘, 三宅厚志, 徳永将史, 黒木和彦, 木田孝則, 萩原政幸, 藤村飛雄吾, 中川賢人, 村川寛, 花咲徳亮
Organizer
日本物理学会第2020年秋季大会
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[Presentation] CrCoNi合金における局所構造の研究2020
Author(s)
小田昌治, 薦田匠, 川畑宇矢, 新津甲大, 江原和輝, 乾晴行, 仁谷浩明, 阿部仁, 佐賀山基, 上塚洋, 軽部瑶美, 酒井英明, 村川寛, 花咲徳亮
Organizer
日本物理学会第2020年秋季大会
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[Presentation] 強磁性ワイル半金属候補物質PrAlGeの電気伝導特性の研究2019
Author(s)
中岡優大, 村川寛, 横井晃平, 駒田盛是, 木田孝則, 中川賢人, 藤村飛雄吾, 鳴海康雄, 萩原政幸, 酒井英明, 花咲徳亮
Organizer
日本物理学会2019年秋季大会
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[Presentation] 多層ディラック電子系物質BaMnBi2の量子極限近傍における特異なランダウ準位構造2019
Author(s)
近藤雅起, 酒井英明, 藤村飛雄吾, 中川賢人, 栗原綾佑, 三宅厚志, 徳永将史, 木田孝則, 萩原政幸, 村川寛, 花咲徳亮
Organizer
日本物理学会2019年秋季大会
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[Presentation] 空間反転対称性の破れた反強磁性体BaMnSb2の特異なディラック電子状態2019
Author(s)
酒井英明, 藤村飛雄吾, 櫻木俊輔, 越智正之, 小島達弘, 徳永将史, 室隆桂之, 黒田健太, 近藤猛, 黒木和彦, 橋爪大輔, 木田孝則, 萩原政幸, 近藤雅起, 村川寛, 花咲徳亮
Organizer
日本物理学会2019年秋季大会
