三次元磁性トポロジカル絶縁体による空間的表面状態制御

使用三维磁拓扑绝缘体的空间表面状态控制

• 批准号: 21K13854
• 负责人: 矢野 力三
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 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-21K13854/
• 关键词: 磁性トポロジカル絶縁体; トポロジカル物質; ゲート制御; 単結晶育成; 物質探索; マヨラナ粒子; 超伝導近接効果; 微細加工超伝導接合; 超伝導接合; 表面・エッジ状態; 磁気輸送特性

本研究では磁性トポロジカル絶縁体を使った物性制御を試みている。今期ではFe-BiSbTe2Se (Fe-BSTS)を微細加工して輸送特性を評価と、新たなる磁性ドープトポロジカル絶縁体の探索を行った。昨年度にFe-BSTSが磁性トポロジカル絶縁体として有望であることを報告してきた。今回はこの物質の微小結晶デバイス（電極間間隔は数μm程度）を作製して輸送特性の評価を行った。バルク結晶で確立してきたイオン液体を使った表面化学ポテンシャル制御と、今回はさらに、結晶の基板側にも固体ゲートを使用して下側の表面化学ポテンシャル制御も試みた。Fe-BSTSは微小薄片化したことで表面からの寄与率が支配的になり、高磁場で抵抗が振動する現象を観測した。当初、これはフェルミ面の大きさを反映したShubnikov de Haas(SdH)振動かと思われたが、磁場の逆数1/Bではなく磁場Bに対して周期的であることと、ゲート依存性に乏しいことから、別の量子振動である可能性を検討している。対比実験として非磁性トポロジカル絶縁体Sn-BiSbTe2S (Sn-BSTS)を使用して同様の実験を行ったところ、こちらでは量子ホール効果や通常のゲート依存性をもつSdH振動と思われる磁場中の抵抗変化を観測した。このことからFe-BSTSでの磁気振動は別の磁気振動現象である可能性が高く、その一つの候補として普遍的ゆらぎ(UCF)が挙げられる。これは電極間での複数の干渉パスが存在することで生じる現象で、非磁性トポロジカル絶縁体においては観測例がある。一方でこの現象は磁性が存在する状況では出現しにくいことが知られていることから、今後さらにこの振動の起源について詳細に調べる必要がある。そのため、より磁化が大きい磁性トポロジカル絶縁体の開発のためにも今期ではさらに新たな候補物質の探索を結晶の作製方法から見直して試みた。

In this study, we try to control the physical properties of magnetic materials. In this issue, we will evaluate the transport characteristics of Fe-BiSbTe2Se (Fe-BSTS) for micromachining and explore new magnetic substrate materials. Fe-BSTS is expected to be released in 2010. In this paper, the evaluation of the transport characteristics of the microcrystals of the material (the interval between electrodes is about several μm) is carried out. The surface chemistry of the crystals was established on the surface of the substrate, and the surface chemistry of the crystals was established on the surface of the substrate. Fe-BSTS measures the phenomenon of micro-thinning and resistance to vibration in high magnetic fields First, we discuss the possibility of the quantum vibration of the Shubnikov de Haas(SdH), the inverse of the magnetic field 1/B, the dependence of the magnetic field B on the period, and the possibility of the quantum vibration of the other. For comparison, non-magnetic insulator Sn-BiSbTe2S (Sn-BSTS) is used to measure the resistance to magnetic field in the same way. The possibility of magnetic vibration is high, and the candidate for magnetic vibration (UCF) is common. This phenomenon occurs when a plurality of particles exist between electrodes, and when a nonmagnetic particle is detected. The phenomenon of magnetism exists in one direction, and it is necessary to adjust the origin of vibration in detail in the future The development of new candidate materials and the preparation method of crystals are discussed in detail.

项目成果

物質材料研究から次の“常識”の創出へ～古くて新しい半導体材料からトポロジカル物質、超伝導材料まで～

从材料研究到创造下一个“常识”～从新旧半导体材料到拓扑材料和超导材料～

• 发表时间: 2022
• 作者: Naoyuki Hisano;Tomoki Kodama;Takeharu Haino;矢野力三
• 通讯作者: 矢野力三

超高速時間分解電子回折とシミュレーションによる超イオン導電体AgCrSe2の散漫散乱の研究

使用超快时间分辨电子衍射和模拟研究超离子导体 AgCrSe2 中的漫散射

• 发表时间: 2022
• 作者: 千足勇介;中村飛鳥;下志万貴博;古賀淳平;矢野力三;笹川崇男;石坂香子
• 通讯作者: 石坂香子

Andreev Bound States and Doppler Shift in La1.85Sr0.15CuO4/Au Junctions

La1.85Sr0.15CuO4/Au 结中的 Andreev 束缚态和多普勒频移

• 发表时间: 2023
• 期刊: JPS Conference Proceedings
• 作者: Hironori Teshima;Kang Donguhn;Takashi Sakamori;Rikizo Yano;Yuya Hiramatsu;Shun Tamura;Keiji Yada;Yukio Tanaka;Takao Sasagawa;Satoshi Kashiwaya
• 通讯作者: Satoshi Kashiwaya

トポロジカル絶縁体表面を介した超伝導近接効果の磁場応答

拓扑绝缘体表面超导邻近效应的磁场响应

• 发表时间: 2022
• 作者: 矢野力三;津村公平;廣瀬陽代;Stolyrov Vsily;田仲由喜夫;笹川崇男;柏谷聡
• 通讯作者: 柏谷聡

ノーダルライン半金属CaAgPにおけるPdドープの効果と表面キャリア制御

节线半金属 CaAgP 中 Pd 掺杂和表面载流子控制的影响

• 发表时间: 2021
• 作者: 長坂翔太;矢野力三;三枝一茂;篠田祐作;岡本佳比古;竹中康司;柏谷聡
• 通讯作者: 柏谷聡