研究課題/領域番号 |
15H02108
|
研究機関 | 東京大学 |
研究代表者 |
小形 正男 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (60185501)
|
研究分担者 |
福山 秀敏 東京理科大学, 理学部第一部応用物理学科, 教授 (10004441)
鈴村 順三 名古屋大学, 理学研究科, 名誉教授 (90108449)
小林 晃人 名古屋大学, 理学研究科, 准教授 (80335009)
伏屋 雄紀 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (00377954)
白石 誠司 京都大学, 工学研究科, 教授 (30397682)
田嶋 尚也 東邦大学, 理学部, 准教授 (40316930)
|
研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
|
キーワード | ディラック電子 |
研究実績の概要 |
質量異方性のあるディラックハミルトニアンに基づき、誘電率と反磁性軌道磁化率の間に顕著な相関があることを見出した。これにより、ビスマスの誘電率を定量的に説明し、絶縁体であるBi-Sb合金の動的誘電率の周波数依存性を予言した。また、Bi-SbのNMRを念頭に反磁性軌道電流に起因する核スピン緩和率を計算し、高温でTの3乗に比例する温度依存性を得た。 スピン軌道相互作用、時間・空間反転対称性の破れの効果を一般的に含む厳密な帯磁率の表式を導き出した。またパイエルス位相による方法を厳密化した。 スピンホール効果を定量的に予測するために、PbTeやSnTeの磁気モーメントの大きさ及び異方性を定量的に求めた。また、強磁場中Biにおける磁気伝導度の上昇が100%バレー分極によるものであることを明らかにした。実験的には、内因性スピンホール効果の観測に必須の単結晶薄膜Bi試料の作製に成功し、ディラック性の本質を探求する準備が整った。また、高品質多結晶BiとAgを磁性絶縁膜上に成長させBi/Ag界面で発現するラシュバ場由来のスピン変換現象を定量的に評価した。 分子性ディラック電子系のNMRで観測されたフェリ磁性分極におけるバンド間揺らぎの役割を理論的に解明し、短距離クーロン相互作用による散乱の重要性を明らかにした。実験的には、層間磁気抵抗の実験からバレーの自由度が自発的に破れる相転移現象を示唆する結果を得た。また、2次元面平行磁場下で層間磁気抵抗にコヒーレンスピークを検出し、ゼーマン効果による撓んだシリンダー状フェルミ面が誘起されることを議論した。単位胞に4分子を含む有機導体および、多分子から構成される3次元導体のディラック点について調べ、偶奇2種類の波動関数が存在することが出現にとって本質であることを見いだした。さらにディラック点の3次元ループの出現を、面間及び面内のホッピングの相互作用から説明した。
|
現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
各グループは理論および実験による研究を順調に続けている。誘電率、核スピン緩和率、スピン軌道相互作用を含む帯磁率、磁気モーメント、電子相関の新しい効果、バレー自由度のコントロールなど、新しい局面がいろいろと展開されている。実験と理論との比較もいろいろと行われている。 またこの科研費に参加している研究者を中心に、関連する理論研究者および関連物質の実験研究者を招いて2回目の研究会を行った。研究会を通して、参加研究者同士の共同研究や実験結果の説明に向けて新たな研究が始まっている。 また国際会議にも多数参加し、ディラック電子に関する研究が進展していることを海外に向けて発信した。
|
今後の研究の推進方策 |
引き続き各グループの研究を続けるとともに、これまで共同研究がなかった者同士の共同研究も開始したりするようにしたい。実験と理論との比較も引き続き精力的に行う。また、今後も引き続き、関連する理論研究者および関連物質の実験研究者を招いた研究会を行い、国際会議にも参加し海外へ発信を続ける。
|