2017 Fiscal Year Annual Research Report
Spectroscopic study of Weyl semimetals with semimetallic Fermi surfaces
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16H06012
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
幸坂 祐生 国立研究開発法人理化学研究所, 創発物性科学研究センター, 上級研究員 (80455344)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 走査トンネル顕微鏡 / Weyl半金属 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、半金属的Fermiを持ち、Weyl粒子と従来電子が共存すると考えられる新しいタイプのWeyl半金属の電子状態を解明する。具体的には、走査トンネル分光イメージング測定を用いて、β-MoTe2が新しいタイプのWeyl半金属であることを確認する。さらに、ドーピングによる極性構造・キャリア濃度の変化や磁場効果に着目した系統的な測定を行い、新しいタイプのWeyl半金属の電子状態の特徴を明らかにする。
本年度は、昨年度に引き続き（ドーピングされていない）β-MoTe2の走査トンネル分光イメージング測定を行った。特に、昨年に確認された準粒子干渉に注目し、電子状態の詳細を解明することを試みた。準粒子干渉は、不純物等によって電子波が散乱干渉を起こすために生じる定在波の一種であり、電子状態に関する多彩な情報を有する。一方で、散乱の始状態と終状態の両方に関する情報を含むために、それらの情報を分離して電子状態の情報を読み解くことは、逆問題を解く困難をしばしば伴う。そして、β-MoTe2においては、実際に電子状態が複雑であるためにその困難に直面することが判明した。そこで、測定と解析の両面からこの困難の解決を試みた。測定では、準粒子干渉像のFourier変換像において、広い測定範囲を確保しつつ高い波数分解能を実現する測定パラメータを用いた。これは、1回に測定できるエネルギー範囲を犠牲にすることになるが、エネルギー範囲を変えつつ何度も測定を行うことでカバーした。解析では、第一原理計算結果を元にして準粒子干渉パターンを計算する手法の開発に着手した。実験と計算を高い精度で組み合わせることにより、電子状態の詳細を明らかにすることを狙う。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
観測された準粒子干渉パターンは複雑であり、詳細な解析を行うためにはこれまでに行ったことがないような高解像度の測定が必要であることが判明したため。そうした測定は1回に要する時間が長くなるばかりでなく、測定の歩留まりが悪くなるため、良好な測定結果を得るために時間を要している。
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| Strategy for Future Research Activity |
高分解能分光イメージング測定データと第一原理計算結果に基づく準粒子干渉パターンシミュレーションの結果を比較し、電子状態の詳細を解明する。
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