一軸応力印加角度分解光電子分光法によるトポロジカル相転移の研究

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一軸応力印加を行うことで、結晶の格子定数や物質の対称性が変化する。このことを用い、ミラー対称性に守られたトポロジカル金属表面状態を持つトポロジカル結晶絶縁体Pb1-xSnxTeにおいて、格子定数を変化させた場合に発現するトポロジカル相転移とディラックセミメタル状態や対称性を変化させた場合に起こるトポロジカル表面状態の変化について、角度分解光電子分光（ARPES）法により観測を行い、格子定数の操作や対称性の操作でトポロジカル相転移近傍の電子状態を観測し、この物質系での新しい物理的知見を得ることを目指す。またこの研究で、放射光ARPES装置で広く共同研究ユーザーが利用できる一軸応力印加ARPES用試料ホルダを整備し、実験できる環境を構築することを目的としている。ネジにより試料を直接加圧する方法では、Pb1-xSnxTe試料が割れが生じ、歪を正しく入れるにいたらなかった為、試料を接着した基板に歪を加える間接法タイプのサンプルホルダもを作成した。これを用いPb1-xSnxTeの破断表面に対するARPES測定を行ったが、歪印加前後での変化は見られなかった。そのため、CDW物質１T-TaS2で、歪印加試験を行った。4端子電気抵抗測定装置を立ち上げ、歪印可前後の100K付近にみられるNCCDWとCCDWの転移温度の変化の測定を行った。それによると、伸張方向の歪に対し高温側に転移温度がシフトする傾向が見られた。また同様な条件でARPES測定を行った。NCCDW相とCCDW相の転移点は、明瞭なARPESスペクトルの変化が観測できるが、同様に高温側に転移温度がシフトしている傾向が見られた。よって、層状など薄い試料では試料基板に歪を与えることで、応力印加が可能であることがわかった。Pb0.6Sn0.4Teを薄く整形し、ARPES実験を試みたが、議論しうるスペクトルを得ることができなかった。