2021 年度研究成果報告書

トポロジカル絶縁体中転位の規則配列およびその電子物性の探求

研究課題

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研究課題/領域番号	19K04984
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
審査区分	小区分26010:金属材料物性関連
研究機関	東京大学
研究代表者	徳本有紀東京大学, 生産技術研究所, 講師 (20546866)
研究期間 (年度)	2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード	トポロジカル絶縁体 / バルク絶縁体化 / 転位
研究成果の概要	Bi-Sbトポロジカル絶縁体に金属状態発現条件を満たす転位を導入し、マイクロサンプルの電気伝導測定により顕著な伝導転位の効果を検出した。また、Pb-(Bi,Sb)-Teトポロジカル絶縁体について、バルク絶縁性の高い結晶を用い、表面伝導の観測に成功した。表面状態の散乱機構についても明らかにした。金属状態発現条件を満たす転位を導入することにも成功した。 Pb-(Bi,Sb)-(Te,Se)トポロジカル絶縁体結晶については、Pb-(Bi,Sb)-Teを上回るバルク絶縁性は得られなかったが、局所的にバルク絶縁性の高い領域と低い領域が混在していることが明らかとなった。
自由記述の分野	材料科学
研究成果の学術的意義や社会的意義	本研究では、トポロジカル絶縁体の転位に局在した金属状態について、実験により定量的に検証することに成功した。この成果はトポロジカル絶縁体の転位に関する基礎および応用研究の推進に寄与するものである。また、トポロジカル絶縁体の転位に局在した金属状態を、より高温で検出・観測可能な候補材料の開拓を行った。この成果は、トポロジカル絶縁体の転位だけでなく、表面伝導・表面状態の研究の推進にも寄与するものであり、さらに応用の可能性を広げることにつながる。