2023 Fiscal Year Annual Research Report
キラルな磁性金属における新奇な熱電・電子輸送特性の開拓
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22K20360
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
佐藤 芳樹 東京理科大学, 創域理工学部先端物理学科, 助教 (30962550)
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| Project Period (FY) |
2022-08-31 – 2024-03-31
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| Keywords | キラル化合物 / 熱電物質 / フェルミ面 / 横熱電変換 / 単結晶育成 / 物質開発 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、キラルな結晶構造を持つ希土類磁性体を対象とし、熱電能や電気伝導度といった輸送特性の精密な測定を通して、結晶構造のキラリティと結びついた磁性・結晶構造の対称性に保護されたトポロジカルな電子状態に起因する特異な輸送現象の開拓や、その理解を目的としている。研究機関全体を通じて、主にキラルな結晶構造を持つ化合物の単結晶育成および新物質探索と、それらの物質の熱電能や電気伝導度といった輸送特性の測定を行った。キラルな結晶構造を持つ化合物の物質開発に関しては、キラルな結晶構造をもつ新しい希土類化合物GdPt2Bを発見し、原著論文として報告した。単結晶育成にも成功し、単結晶試料を用いて電気抵抗率、磁化率などの基礎物性を明らかにした。また、関連物質の単結晶育成や新物質開発を行った。輸送特性の測定系に関しては、測定プローブの改良を行いつつ、微小な単結晶試料で精密に熱電能の測定が可能な測定系を構築した。キラルな結晶構造を持つ金属間化合物を主な測定対象とし、熱電能の温度依存性や異方性を測定することで、キラルな結晶構造の特異性に起因する熱電輸送現象の検証を進めている。六方晶のキラルな結晶構造を有するNbGe2では、特徴的な状態密度のエネルギー依存性を反映した熱電能の増強を観測し、原著論文として報告した。また、キラルな結晶構造を有するLaPt2Bでは、フェルミ面のトポロジーを反映した熱電能の符号の軸依存性が観測され、フェルミ面の混合次元性に基づく軸性依存の輸送現象や巨大な横型熱電変換効果という新しい方向性が示された。
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