| 研究概要 |
絶縁体は古くて新しい材料である。例えば、電子間の強いクーロン斥力のために電気が流れなくなっている「モット絶縁体」にキャリアを添加すると、普通の金属まで変化していく途中で高温超伝導や巨大磁気抵抗などの巨大物性が現れるが、その際の物理の本質はまだよくわかっていない。またスピン軌道相互作用によってエネルギーギャップが開いている絶縁体は電場によってスピン流を誘起できる「スピンホール絶縁体」である可能性が指摘され、その中でもバンド構造が一定の位相幾何学的特徴を持つものは「トポロジカル絶縁体」としてスピン偏極した金属的表面状態を持つことが明らかになり、近年大きな注目を集めている。そこで本課題では、これらの普通でない絶縁体の物理を解明することを目的として、研究代表者が持つ高品質単結晶成長技術、高度なドーピング制御技術、極低温での精密物性測定技術を活かした研究を推進している。本年度のモット絶縁体の研究においては、電子と正孔の両極性ドーピングができる(Y,La)(Ba,La)_2Cu_3O_yにおける意外な電子-正孔ドープ非対称を解明した。これと並行して、スピンホール絶縁体PbSの高品質単結晶における磁気輸送特性の測定を進めるとともに、トポロジカル絶縁体Bi_<1-x>Sb_xとBi_2Se_3に関しても高品質単結晶の作製技術を確立し、これらの物質におけるスピン分極した特異な表面電子状態の解明を磁気輸送特性の測定によって行った。その結果、PbSとBi_<1-x>Sb_xの両方の物質において、それぞれ特異な角度依存磁気抵抗振動現象を発見した。
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