３次元ディラック電子系アンチペロブスカイト酸化物における磁気輸送現象

三维狄拉克反钙钛矿氧化物中的磁输运现象

• 批准号: 17J05243
• 负责人: 末次 祥大
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-04-26 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17J05243/
• 关键词: ディラック半金属; トポロジカル物性

当初の研究目的であった磁気輸送測定に加え、ディラック電子の巨大軌道反磁性にも注目して研究を行った。ディラック電子系ではバンド間効果によって巨大な軌道反磁性が生じることが理論的に知られている。この軌道反磁性はビスマスのバルク磁化率などで観測されてはいたものの、バルク磁化率はスピンや軌道などの様々な寄与を含むために、軌道項を微視的に分離して観測できていたわけではないという問題があった。磁化率の寄与を微視的に分離するには核磁気共鳴測定が有効な手段であるが、核スピン9/2を持つビスマスでは電気四重極相互作用の寄与が現れるために磁化率を議論することが難しいという問題があった。我々は本研究の対象物質であるアンチペロブスカイトSr3PbOが電気四重極相互作用の影響を受けない核スピン1/2を207Pbに持つことに注目し、核磁気共鳴測定を行った。核磁気共鳴測定から得られたナイトシフトとスピン格子緩和率をコリンハの関係式を用いて解析することにより、ナイトシフトから軌道項を分離することに成功し、ディラック電子の巨大軌道反磁性の存在を初めて明らかにすることができた。さらに、バルク磁化率の測定も行いナイトシフトと比較することで、ディラック電子の巨大軌道反磁性が従来の局在電子に由来するVanVleck磁化率ではなく、遍歴電子の軌道電流によって生じていることまで明らかにした。さらに、ディラック電子系ではカイラル異常に誘起された負の縦磁気抵抗効果が生じることが期待されているため、二軸回転プローブを新たに作成してSr3PbOの角度依存磁気輸送測定を行ったところ、数T以上の磁場において電流端子と電圧端子が磁場方向に並ぶ角度で磁気抵抗にピークが観測された。これは電流が磁場方向に集中的に流れてしまう電流ジェット効果が生じていることを明瞭に示す結果であり、カイラル異常の検証にはさらなる測定が必要である。

The purpose of this study is to measure the magnetic transport of electrons and to study the diamagnetism of giant orbits. The electronic system is a theoretical system of antimagnetism. The magnetic susceptibility of the orbit is measured by the magnetic susceptibility of the orbit, and the magnetic susceptibility of the orbit is measured by the magnetic susceptibility of the orbit. The magnetic susceptibility is separated by Weishi app, and the magnetic resonance measurement is carried out by nuclear magnetic resonance. In this paper, we studied the effect of Sr3PbO on the quadrupole interaction of electron in the target substance, and determined the nuclear magnetic resonance. Nuclear magnetic resonance measurement of the existence of large orbital diamagnetism of electrons VanVleck magnetic susceptibility is determined by comparing the magnetic susceptibility of the electron with the magnetic susceptibility of the giant orbital diamagnetism of the electron and the magnetic susceptibility of the electron with the magnetic susceptibility of the electron. The angle dependent magnetic transport measurement of Sr3PbO in the magnetic field of several T or more is performed by the current terminal and the electric terminal in the magnetic field direction. The current concentrated in the direction of the magnetic field causes the current to flow out of the magnetic field.

项目成果

マックス・プランク研究所(ドイツ)

马克斯·普朗克研究所（德国）

Giant orbital diamagnetism of three-dimensional Dirac electrons in antiperovskite Sr3PbO

反钙钛矿Sr3PbO中三维狄拉克电子的巨轨道抗磁性

• 发表时间: 2019
• 作者: S. Suetsugu;K. Kitagawa;T. Kariyado;K. Hayama;A. W. Rost;J. Nuss;C. Muehle;M. Ogata;H. Takagi
• 通讯作者: H. Takagi

アンチペロブスカイトSr3PbOにおける3次元ディラック電子の巨大軌道反磁性

反钙钛矿Sr3PbO中三维狄拉克电子的巨轨道抗磁性

• 发表时间: 2019
• 作者: 末次祥大;北川健太郎;苅宿俊風;葉山慶平;A. W.Rost;J.Nuss;C.Muehle;小形正男;高木英典
• 通讯作者: 高木英典

Magnetotransport in Sr3PbO antiperovskite

Sr3PbO 反钙钛矿中的磁输运

• DOI: 10.1103/physrevb.98.115203
• 发表时间: 2018
• 期刊: Physical Review B
• 影响因子: 3.7
• 作者: Suetsugu S.;Hayama K.;Rost A. W.;Nuss J.、Muhle C.;Kim J.;Kitagawa K.;Takagi H.
• 通讯作者: Takagi H.

Three-dimensional Dirac electrons in antiperovskite Sr3PbO

反钙钛矿 Sr3PbO 中的三维狄拉克电子

• 发表时间: 2019
• 作者: S. Suetsugu;K. Hayama;K. Kitagawa;A. W. Rost;C. Muehle;J. Nuss;H. Takagi
• 通讯作者: H. Takagi