| 研究課題/領域番号 |
21K03475
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分13030:磁性、超伝導および強相関系関連
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| 研究機関 | 兵庫県立大学 |
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研究代表者 |
水戸 毅 兵庫県立大学, 理学研究科, 教授 (70335420)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | ディラック半金属 / トポロジカル近藤絶縁体 / 核磁気共鳴 / 高圧 / ベイズ推論 / 第一原理計算 / ワイル半金属 / 強相関電子系 / NMR / トポロジカル絶縁体 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ディラック半金属に特有の電子特性と強相関トポロジカル絶縁体に出現するディラック電子の検出を高圧下において可能にするため、核磁気共鳴測定を用いた手法を構築する。フェルミ準近傍の状態密度を反映する核スピン格子緩和時間T1とナイトシフトの温度・磁場・圧力依存性を第一原理計算に基づいて解析し、バンド分散の詳細を特定する。また、T1測定から検出されるスピン拡散成分から表面伝導に関する情報を抽出する。
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| 研究成果の概要 |
トポロジカル物質を核磁気共鳴(NMR)法で研究し、この領域を開拓する重要な成果が得られた。①圧力誘起ディラック半金属候補である黒リンにおいて、ランダウ準位n=0(ゼロモード)の存在を示す磁場効果の実験的証拠を得た。②圧力誘起トポロジカル近藤絶縁体(TKI)候補であるSmSについて、半導体状態での電子相関とバンド構造を定量的に議論し、2GPa超高圧相での反強磁性秩序機構が遍歴描像で理解できることを示した。③TKI候補であるSmB6と複数のEuワイル半金属候補物質の測定で飛躍的な成果を得た。④ベイズ推論と第一原理計算の先駆的導入により、これまで到達できなかった高い信頼性と深い議論を可能にした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
①-④は研究成果欄と対応：①NMR測定によるゼロモード観測が、ディラック電子の存否とその次元性の判断に有効であることを示した。②長年不明であった半導体状態におけるクーロン斥力、バンド幅やギャップ等について初めて微視的かつ定量的な議論を行った。局在描像による磁気秩序が多い希土類化合物において、SmSはそれに適合しないことを示す実験的証拠を得た。③SmB6の表面由来の特性や、EuMg2Bi2、EuP3等の磁気秩序構造や内場の磁場変化を測定する技術に躍進があった。④計算による状態密度や電場勾配と実験データとの比較、ベイズ推論によるデータの成分分離や実験の効率化に多大な可能性があることを示した。
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