Function creation in polar metals

极性金属中的函数创建

• 批准号: 21H01030
• 负责人: 高橋 英史
• 金额: $ 11.4万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01030/
• 关键词: 熱電効果; 極性金属; 超伝導; 遷移金属カルコゲナイド; 圧電効果; 半金属; ピエゾ効果

固体物質では結晶構造の空間反転対称性の破れに起因し分極（極性）を持つ物質がある。この分極に起因して、絶縁体材料では強誘電性や圧電性が生じる。また 磁性を持つ材料では、磁性と強誘電性が相関したマルチフェロイック材料がこれまで盛んに研究されてきた。一方で、金属における極性構造の影響についての研究は少なく、特に、極性構造に由来した分極が生み出す機能性はこれまであまり報告されていない。しかしながら、静的な分極の影響は無くても、動的な分極の影響を伝導電子が受ける可能性ある。このような観点のもと本研究では極性金属の合成と新奇現象の開拓を試みた。その中で、極性構造－非極性構造の構造不安定性を持つ、3元系化合物の合成に成功した。さらにこの材料において、２K付近で超伝導転移を示すことを明らかにした。そして、この超伝導の性質を調べるため、0.3Kまでの極低温での磁場依存性や、表面を削ることによる表面依存性や厚み依存性の測定を行った。その結果、超伝導はバルクではなく表面で生じていることが示唆された。また、極性構造に由来した、ラッシュバ型のスピン分裂が予想され、それに起因した異方的な臨界磁場が観測された。さらに、バンド計算からは、ディラック点やワイル点を持つトポロジカルなバンド構造が示唆されており、このトポロジカルなバンド構造に由来した表面超伝導の可能性がある。その他にも。極性金属MoTe2、トポロジカル半金属VTe2、トリビアルな半金属TiTe2における動的ピエゾ効果の観測を試みた。その結果、MoTe2及びVTe2では有限な逆ピエゾ効果を観測し、金属においても誘電性が現れることを明らかにしている。この結果は、トポロジカルなバンド構造を持つ場合に金属での誘電応答が観測されることを示唆している。一方でその定量性やバンド構造と金属での誘電応答の相関については明らかになっておらずその解明が今後の課題である。

在固体材料中，由于晶体结构的空间反演对称性破裂，有一些材料具有极化。这种极化导致铁电性和压电性发生在绝缘体材料中。此外，在磁性材料中，迄今为止已经积极研究了磁性和铁电性相关性的多效材料。另一方面，几乎没有研究极性结构对金属的影响，尤其是，到目前为止，尚未报道由极性结构衍生的极化产生的功能。但是，即使没有静态极化的影响，导电电子也可能会受到动态极化的影响。基于这一观点，这项研究试图合成极地金属并发展新现象。其中，我们成功地合成了一个具有极性非极性结构的结构不稳定性的三元化合物。此外，据透露，该材料在2K附近表现出超导性转变。为了研究这种超导性的特性，我们测量了磁场在极低温度高达0.3K的依赖性，以及通过剃光表面来测量表面和厚度依赖性。结果表明，超导性发生在表面而不是大体上。此外，预测了由于极性结构而导致的Rushba型自旋分裂，因此观察到各向异性临界磁场。此外，频带计算提出了具有狄拉克和威尔点的拓扑结构，并且可能从这种拓扑带结构中得出表面超导性。其他人也我们试图观察到极性金属MOTE2，拓扑半学VTE2和微不足道的半明Tite2中的动态压电效应。结果，在MOTE2和VTE2中观察到有限的反压电效应，表明介电性能也出现在金属中。该结果表明，当具有拓扑带结构时，观察到金属中的介电响应。另一方面，尚未澄清频带结构和金属中的介电响应之间的定量性质和相关性，这是澄清的未来挑战。

项目成果

時間分解X線回折測定によるVTe2における超高速格子変調ダイナミクスの観測

使用时间分辨 X 射线衍射测量观察 VTe2 中的超快晶格调制动力学

• 发表时间: 2023
• 作者: 鈴木剛;久保田雄也;三石夏樹;赤塚俊輔;古賀淳平;坂野昌人;増渕覚;田中良和;大隅寛幸;玉作賢治;矢橋牧名;高橋英史;石渡晋太郎;町田友樹;松田巌;石坂香子;岡﨑浩三
• 通讯作者: 岡﨑浩三

Spin-charge coupling and decoupling in perovskite-type iron oxides (Sr1－xBax)2/3La1/3FeO3

钙钛矿型氧化铁(Sr1－xBax)2/3La1/3FeO3中的自旋电荷耦合与解耦

• DOI: 10.1103/physrevmaterials.6.094401
• 发表时间: 2022
• 期刊: Physical Review Materials
• 影响因子: 3.4
• 作者: Onose M.;Takahashi H.;Saito T.;Kamiyama T.;Takahashi R.;Wadati H.;Kitao S.;Seto M.;Sagayama H.;Yamasaki Y.;Sato T.;Kagawa F.;Ishiwata S.
• 通讯作者: Ishiwata S.

極性半金属EuAuBiにおける磁性と超伝導特性

极性半金属EuAuBi的磁性和超导性能

• 发表时间: 2022
• 作者: 高橋英史;高橋優之;メイヨーアレックス浩 秋葉和人;小林達生; 越智正之;石渡 晋太郎
• 通讯作者: 石渡 晋太郎

Possible helimagnetic order in Co4+-containing perovskites Sr1-xCaxCoO3

含 Co4 钙钛矿 Sr1-xCaxCoO3 中可能的螺旋磁序

• DOI: 10.1063/5.0101473
• 发表时间: 2022
• 期刊: APL Materials
• 影响因子: 6.1
• 作者: Takahashi Hidefumi;Onose Masaho;Kobayashi Yasuhito;Osaka Takahiro;Maeda Soushi;Miyake Atsushi;Tokunaga Masashi;Sagayama Hajime;Yamasaki Yuichi;Ishiwata Shintaro
• 通讯作者: Ishiwata Shintaro

極性構造を有するEu系化合物における超伝導と磁気秩序の共存

极性结构Eu基化合物中超导性与磁有序性的共存

• 发表时间: 2022
• 作者: 高橋英史;高橋優之;メイヨーアレックス浩 秋葉和人, 小林達生; 越智正之;石渡 晋太郎
• 通讯作者: 石渡 晋太郎