磁性トポロジカル絶縁体薄膜における新規量子輸送現象の探索

磁拓扑绝缘体薄膜中新型量子输运现象的探索

• 批准号: 22K13988
• 负责人: 佐藤 雄貴
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K13988/
• 关键词: トポロジカル絶縁体; 薄膜; 超伝導; 創発インダクション; 磁性; BCS-BECクロスオーバー; アクシオン絶縁体

本研究ではトポロジカル絶縁体Bi2Te3薄膜を基にした超格子を作製し、磁化ダイナミクスに起因した創発インダクション効果や、超格子構造における磁気構造を緻密に制御することで現れるアクシオン絶縁体状態において理論的に提案されている電気磁気効果の観測を目指している。当該年度ではこれらに加えて、Se元素を含む分子線エピタキシャル蒸着装置を新たに立ち上げ、（１）トポロジカル超伝導体Fe(Se,Te)の薄膜作製と（２）トポロジカル絶縁体薄膜との接合系Bi2Te3/Fe(Se,Te)の作製に取り組んだ。（１）ではMBE法によるFe(Se,Te)薄膜の成長条件と、超伝導特性に与える影響を系統的に調べた。その結果Se, Teの各元素フラックスの仕込み値を制御することで膜中の化学組成を全域にわたって制御可能であることが分かった。またパルス強磁場を含む上部臨界磁場の測定から、膜中にTeを増やすとパウリ対破壊効果がどの磁場印加方向においても支配的になることが分かった。このことはこの系においてボーズアインシュタイン凝縮の特徴が極めて強く現れた超伝導状態が実現している可能性がある。（２）では最適条件で成長させたFe(Se,Te)薄膜の上にBi2Te3を積層したヘテロ構造の作製に成功した。このような界面ではトポロジカル絶縁体の表面状態が超伝導近接効果によって2次元トポロジカル超伝導を発現していると考えられる。このような界面では強い空間反転対称性の破れに起因した非相反輸送特性が現れることが知られている。Fe(Se,Te)薄膜の膜厚を制御して非相反特性を評価したところ、膜厚が薄くなるにつれて超伝導の2次元性が強くなり、それに伴い非相反性が増大する様子が観測された。

This study で は ト ポ ロ ジ カ ル never try body Bi2Te3 thin film を base に し た superlattices を as し, magnetization ダ イ ナ ミ ク ス に cause し た gen 発 イ ン ダ ク シ ョ ン unseen fruit や, superlattice structure に お け る magnetic 気 dense structure を に suppression す る こ と で now れ る ア ク シ オ ン never try body state に お い て theory proposed に さ れ て い る electric 気 magnetic 気 unseen の Youdaoplaceholder0 measure the を finger of the eye at て る る. When the annual で は こ れ ら に plus え て, Se element contains を む molecular line エ ピ タ キ シ ャ ル steamed a new device を た に made ち げ, (1) ト ポ ロ ジ カ ル super conductor 伝 Fe (Se, Te) と の film as system (2) ト ポ ロ ジ カ ル never try body film と の joint Bi2Te3 / Fe (Se, Te) の cropping に group take り ん だ. (1) で は MBE method に よ る Fe (Se, Te) film と の growth conditions, super 伝 guide features に and え る に affecting を adjustable べ た. Each element そ の results Se, Te の フ ラ ッ ク ス の shi 込 み numerical を suppression す る こ と で membrane を の chemical components in the whole domain に わ た っ て suppression may で あ る こ と が points か っ た. ま た パ ル を ス magnetic field containing む の upper critical magnetic field measurement か ら, membrane in に Te を raised や す と パ ウ リ broken 壊 seaborne unseen fruit が ど の magnetic field direction of the Inca に お い て も に dominated な る こ と が points か っ た. こ の こ と は こ の is に お い て ボ ー ズ ア イ ン シ ュ タ イ ン condensation の, 徴 が め extremely strong て く now れ た super 伝 guide state が be presently し て い る possibility が あ る. (2) で は optimal grow condition で さ せ た Fe (Se, Te) thin film の に Bi2Te3 を horizon し た ヘ テ ロ に success the tectonic の cropping し た. こ の よ う な interface で は ト ポ ロ ジ カ の ル never try body surface state が super 伝 guide nearly meet working fruit に よ っ て 2 dimensional ト ポ ロ ジ カ ル super 伝 guide を 発 now し て い る と exam え ら れ る. こ の よ う な interface で は い space reverse planning polices according to sexual の broken れ に cause し た the opposite conveying characteristics が now れ る こ と が know ら れ て い る. Fe (Se, Te) の film thickness を suppression し て the opposite features を review 価 し た と こ ろ, thin film thickness が く な る に つ れ て super 伝 guide の 2 dimensional strong sexual が く な り, そ れ に with い が raised the opposite sex す る others child が 観 measuring さ れ た.

项目成果

Non-reciprocity as a probe of exotic quantum many-body states in iron-based superconductors

非互易性作为铁基超导体中奇异量子多体态的探针

• 发表时间: 2023
• 作者: 草野透志;中村勇真;Christian Gnandt;尾崎凌明;奥野大地;高須洋介;小西秀樹;高橋義朗;Kirill Shulga;Dylan Brown;Dylan Brown;Yuki Sato
• 通讯作者: Yuki Sato