高圧下におけるディラック半金属／トポロジカル絶縁体のバンド構造と磁気的効果

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〇 圧力の印加によって半導体－半金属転移を示す黒リンは、この転移圧力以上（P>1.3-1.5 GPa）にてディラックフェルミオンが生じると期待される物質である。転移圧力直上のP=1.63 GPaにおいて31P-核磁気共鳴（NMR）測定を行って得られた核スピン－格子緩和率1/T1の温度・磁場依存性の測定結果について、低温下で1/T1が3次元系ディラック物質に生じるランダウ準位ゼロモード状態密度を検出していると考えることで良く理解できることが明らかになり、Physical Review Letter誌に論文報告を行った。また、続いて測定を行っているより転移圧力に近い1.40 GPa下においても1.63 GPaでの結果と同様の磁場、温度依存性が観測されたが、定量的には差があり、その差はディラックフェルミオンのフェルミ速度の違いとして理解可能と考えられることが分かった。〇 トポロジカル近藤絶縁体の候補物質されるSmSについて、圧力誘起磁気秩序が現れる高圧領域（P>2 GPa）で、4.2 GPaまでの測定をほぼ終え、新たに価数揺動かつ非磁性半導体領域にある1.5 GPaでの詳細なNMR測定データを追加、さらに2.6 GPaまでの直流率磁化測定も行った。その結果、この物質の2 GPa近傍では局在性を示す実験データが全く得られなかった。にもかかわらず、磁気秩序が生じることはSmSの特異性を示している。NMR測定で得られる1/T1とスペクトルの解析には、データが多成分を含む場合に長けているベイズ推定の手法を初めて適用した。また、1/T1 (P= 1.5 GPa)は高温と低温領域でそれぞれ特異な温度依存性を示すが、逐次摂動理論を用いた動的平均場理論に基づいた計算で、定性的には狭いバンド幅と低温下でのバンドギャップの形成を考慮することによって説明できることが分かった。