2014 Fiscal Year Annual Research Report
トポロジカル絶縁体および関連物質のスピン分解ARPES
Publicly Offered Research
| Project Area | Topological Quantum Phenomena in Condensed Matter with Broken Symmetries |
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| Project/Area Number |
25103701
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
佐藤 宇史 東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (10361065)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | トポロジカル絶縁体 / フェルミ面 / ディラックコーン / 光電子分光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、３次元スピン検出システムの高分解能光電子分光装置への組み込み・調整を行い、スピン分解光電子分光装置の分解能として、ミニモット検出器(8 meV)のエネルギー分解能を上回る5 meVの分解能を達成することに成功した。
また、装置の建設・改良と並行して、いくつかのトポロジカル絶縁体およびその関連物質の電子状態の決定を行った。トポロジカル絶縁体の母物質であるビスマス(Bi)において、その表面に残されたアイランドのエッジに起因する１次元的なバンド構造を決定することに初めて成功した。この一次元バンドはラシュバ型のスピン分裂をしており、その分裂幅は二次元的な表面バンドのものよりも遥かに大きいことを見出した。またスピン分解測定の結果、表面に平行なスピン成分とほぼ同程度のスピン垂直成分を観測し、面外だけでなく面内のポテンシャル勾配がエッジにおけるスピンの方向を特徴付けると結論した。また、トポロジカル絶縁体TlBiSe2とラシュバ金属Biの接合系における高分解能スピン分解ARPES実験を行い、フェルミ準位近傍のバンド構造およびフェルミ面を決定した。その結果、Biのバンドとの強いスピン選択的な混成効果によって、TlBiSe2のディラックコーン電子状態が大きく変調されることを見出した。このことから、もともとTlBiSe2側に存在していたトポロジカル表面状態が、接合によって金属(Bi)側に移動する「トポロジカル近接効果」という新しい現象が発現していると結論した。
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| Research Progress Status |
26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 |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(13 results)
