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遷移金属硫化物、砒化物の電子相関とスピン-軌道相互作用の制御による異常物性の探索

公募研究

研究領域J-Physics:多極子伝導系の物理
研究課題/領域番号 16H01075
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関大阪大学

研究代表者

宮坂 茂樹  大阪大学, 理学研究科, 准教授 (70345106)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
2017年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2016年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
キーワードDirac電子 / 強相関電子系 / スピン軌道相互作用
研究実績の概要

近年、PdTe2やPtX2(X=Se,Te)のΓ-A点の間でType-Ⅱ Dirac coneが存在していることが判明している。本研究では関連物質系のNiTe2単結晶を育成し、磁気抵抗効果の測定と角度分解光電子分光(ARPES)を用いて電子構造の研究を行った。様々なNi/Teの組成比(NixTe2、x=1.1-1.3)の単結晶を育成し磁気抵抗を測定したところ、磁気抵抗の振る舞いには組成依存性があることが判明した。Ni1.72Te2の組成付近でのみ磁気抵抗が巨大化し、低温で磁場に比例した極めて大きな磁気抵抗(7Tで約30%)が観測された。NixTe2中の過剰NiはTe層間にインターカレーションされ、NiTe2層に対して電子を供給していると考えている。このインターカレーションされたNi量の変化に伴い電子ドープ量が変化すると期待される。この電子ドープ量の変化に伴い、Ni1.72Te2の組成近傍でDirac点のエネルギー準位がフェルミ準位に近接し、直流電気伝導に対しDirac電子の影響が現れ、巨大磁気抵抗が観測されたものと考えている。
このNi1.72Te2の組成の試料でARPESの測定を行った結果、フェルミエネルギーEF近傍にDirac点があるtype-Ⅱ Dirac coneのホールバンドを観測した。Dirac点は(0,0,0.37c*)に存在している。Dirac点近傍で、ky方向のバンド分散の測定したところ、 EF近傍で線形バンド分散が観測され、EFでバンドが一点に交わっていることが判明した。また、kz方向のバンド分散を測定したところ、Γ-A点の間のDirac点付近で2本のバンドが交差していること判明した。この結果は、type-Ⅱ Dirac coneがNi1.72Te2にも存在し、そのDirac点がEFに非常に近いエネルギーの存在することを示唆している。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2017 2016

すべて 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [学会発表] PdTe2-xSexにおける金属 半導体転移にともなうTc変化2017

    • 著者名/発表者名
      三宅修平、中島正道、宮坂茂樹、田島節子
    • 学会等名
      日本物理学会2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 角度分解光電子分光によるNiTe2のDirac coneの観測2017

    • 著者名/発表者名
      西野光咲、Tin Zi How、臼井秀知、足立徹、出田真一郎、田中清尚、宮坂茂樹、黒木和彦、田島節子
    • 学会等名
      日本物理学会2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Change of phase diagram of 1111-type iron pnictide by varying of rare-earth element, solid solution of pnictogens and electron doping2017

    • 著者名/発表者名
      S. Miyasaka
    • 学会等名
      Superstripes 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Study of angle resolved photoemission spectroscopy in Dirac fermion system NiTe22017

    • 著者名/発表者名
      S. Miyasaka, M. Nishino, Z. H. Tin, T. Adachi, S. Ideta, K. Tanaka, H. Usui, K. Kuroki, S. Tajima
    • 学会等名
      J-Physics 2017: International Workshop on Multipole Physics and Related Phenomena
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 層状化合物NiTex(x~2)単結晶の異常な磁気抵抗効果2016

    • 著者名/発表者名
      西野光咲、中島正道、宮坂茂樹、田島節子
    • 学会等名
      日本物理学会2016年秋季大会
    • 発表場所
      金沢大学
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-04-26   更新日: 2018-12-17  

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