パイロクロア型酸化物トポロジカル絶縁体候補物質の磁気輸送特性測定による研究

通过测量烧绿石型氧化物拓扑绝缘体候选物的磁输运特性进行研究

基本信息

批准号：
11J04376
负责人：
江藤数馬
金额：
$ 0.83万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2012
项目状态：
已结题

项目摘要

トポロジカル絶縁体とは物質の内部は絶縁体であるがその表面に特殊な金属的状態が生じる物質である。現在トポロジカル絶縁体は多くの注目を集める研究対象となっており、理論的にトポロジカル絶縁体の候補物質として様々な物質が提唱されている。一方、これまでのトポロジカル絶縁体の実験的な取り組みは数種類の物質のみに限られており、より広い観点からの実験的手法による取り組みが求められている。今年度の研究ではトポロジカル絶縁体候補物質であるパイロクロア型酸化物での検証、および前年度の研究で発見した鉛系トポロジカル絶縁体に関連した物質探索、そしてトポロジカル絶縁体表面におけるスピン偏極電流検出法の確立を目指した。パイロクロア型酸化物に関しては、想定していた方法での単結晶成長に成功せず、本研究でトポロジカル絶縁体かどうかの検証を達成する事はできなかった。一方、鉛系トポロジカル絶縁体の研究では、ホモロガス化合物である(PbSe)_5(Bi_2Se_3)_<3m>に着目した研究を新たに行った。この物質はPbSeを絶縁体層、Bi_2Se_3をトポロジカル絶縁体層として、3次元トポロジカル絶縁体物質のヘテロ構造が自然に形成されている物質とみなすことができる。このホモロガス化合物の単結晶を作製し、共同研究によって光電子分光を実施した結果、そのヘテロ構造の界面にトポロジカルな表面状態が存在する事が明らかになったので、その結果を論文発表した。またデバイス測定に関して、トポロジカル絶縁体表面状態の新たな評価手法を確立するために、トポロジカル絶縁体の表面に磁性物質を接合したデバイスの作製・評価を行い、その輸送特性に関しての知見を広げた。

拓扑绝缘子是绝缘体内部的材料，但表面上发生了特殊的金属状态。目前，拓扑绝缘子是引起广泛关注的主题，并且已经提出了各种材料作为拓扑绝缘子的候选材料。另一方面，拓扑绝缘子的实验性工作仅限于几种类型的材料，并且需要从更广泛的角度使用实验方法。今年的研究旨在验证候选拓扑绝缘子的辉石型氧化物，并搜索与前几年研究中发现的与基于铅的拓扑绝缘子有关的材料，并建立了一种检测拓扑绝缘体表面上的旋转旋转电流的方法。关于辉石氧化物，使用预期方法，单晶生长并不成功，并且本研究无法验证焦油氧化物是否是拓扑绝缘子。另一方面，在基于铅的拓扑绝缘子的研究中，我们进行了一项新研究，重点是同源气体化合物（PBSE）_5（BI_2SE_3）_ <3m>。该材料可以被认为是一种天然形成三维拓扑绝缘体材料的异质结构，其中PBSE用作绝缘体层，而BI_2SE_3用作拓扑绝缘层。制备了这种同源气体化合物的单个晶体，并通过协作研究进行了光电子光谱，并揭示了异质结构界面上存在拓扑表面状态，并发布了结果。此外，为了为拓扑绝缘体的表面状态建立新的评估方法，我们制造和评估了磁性材料在拓扑绝缘体表面上粘合的设备，并扩展了我们对传输特性的知识。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Transport Properties of Topological Insulators with Cobalt Films Deposited on their Surface

表面沉积钴膜的拓扑绝缘体的输运特性

DOI：
发表时间：
2012
期刊：
影响因子：
0
作者：
S.Souma;K.Eto;M.Nomura;K.Nakayama;T.Sato;T.Takahashi;Kouji Segawa;Yoichi Ando;江藤数馬;江藤数馬;江藤数馬
通讯作者：
江藤数馬

Experimental Attempts to Observe Spin-Polarized Transport Properties of the Surface States of a Highly Bulk-Insulating Topological Insulator

观察高体绝缘拓扑绝缘体表面态自旋极化输运特性的实验尝试

DOI：
发表时间：
2012
期刊：
影响因子：
0
作者：
S.Souma;K.Eto;M.Nomura;K.Nakayama;T.Sato;T.Takahashi;Kouji Segawa;Yoichi Ando;江藤数馬;江藤数馬;江藤数馬;江藤数馬;江藤数馬;江藤数馬
通讯作者：
江藤数馬

コバルト膜を蒸着したトポロジカル絶縁体バルク単結晶の輸送特性

钴膜沉积拓扑绝缘体块状单晶的输运特性

DOI：
发表时间：
2012
期刊：
影响因子：
0
作者：
S.Souma;K.Eto;M.Nomura;K.Nakayama;T.Sato;T.Takahashi;Kouji Segawa;Yoichi Ando;江藤数馬
通讯作者：
江藤数馬

Transport properties of new Pb-based Topological Insulators

新型铅基拓扑绝缘体的输运特性

DOI：
发表时间：
2012
期刊：
影响因子：
0
作者：
S.Souma;K.Eto;M.Nomura;K.Nakayama;T.Sato;T.Takahashi;Kouji Segawa;Yoichi Ando;江藤数馬;江藤数馬;江藤数馬;江藤数馬;江藤数馬
通讯作者：
江藤数馬

高バルク抵抗トポロジカル絶縁体におけるスピン偏極輸送特性観測の試み

尝试观察高体电阻拓扑绝缘体中的自旋极化输运特性

DOI：
发表时间：
2011
期刊：
影响因子：
0
作者：
S.Souma;K.Eto;M.Nomura;K.Nakayama;T.Sato;T.Takahashi;Kouji Segawa;Yoichi Ando;江藤数馬;江藤数馬;江藤数馬;江藤数馬;江藤数馬;江藤数馬;江藤数馬
通讯作者：
江藤数馬