Quantitative analyses of quantum many-body interactions in low-dimensional electron systems with hidden spin polarization

具有隐藏自旋极化的低维电子系统中量子多体相互作用的定量分析

• 批准号: 22K03495
• 负责人: 島田 賢也
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K03495/
• 关键词: 角度分解光電子分光; ノンシンモルフィック空間群; スピン軌道相互作用; 隠れたスピン偏極; 量子多体相互作用; 準粒子

本研究では、らせん操作および映進操作（グライド操作）に関する対称性をもつノンシンモルフィック空間群に含まれる結晶構造を持ち、強いスピン軌道相互作用が働くことにより隠れたスピン偏極が期待される化合物単結晶を作製し、高分解能（スピン）角度分解光電子分光（ARPES）により、そのフェルミ面・バンド構造・スピンテクスチャを実験的に明らかにする。またベイズ推定を用いた新たなARPESスペクトル形状解析プログラムを開発し、フェルミ準位近傍の準粒子状態を支配する量子多体相互作用〔電子－格子、電子－電子、電子－不純物（格子欠陥）相互作用〕を系統的に定量化し、マクロ物性を一電子近似を超えた多電子描像で理解することを目的としている。令和４年度の研究成果としては以下のとおり。(1) ベイズ推定を用いたARPESスペクトルの解析プログラムの開発をすすめ、ビスマス系銅酸化物高温超伝導体（Bi2201）に適用した。実験で得られたフェルミ面形状を強束縛近似で解析することにより一電子バンドを決定し、ARPESスペクトルから電子－格子、電子－電子相互作用に由来する自己エネルギーのモデル関数を特徴づける10個のパラメータを非経験的に決定できた。(2) 典型的なトポロジカル絶縁体Bi2Te3の単結晶を作製し、そのトポロジカル表面電子状態の温度依存性をARPESにより詳細に調べた。電子－格子相互作用に由来するバンド分散の折れ曲がり構造は観測されず、電子－格子相互作用は極めて弱いことがわかった。またディラック点から測ったエネルギーに依存して電子－格子結合定数が変化することが初めて明らかになり、第一原理計算との比較から、その大きさが散乱チャンネルの数に比例することが明らかとなった。この研究成果論文のプレスリリースを行い、科学新聞、Science Japanで取り上げられた。

In this study, the symmetry, symmetry. All kinds of products are manufactured in China. The quantum many-body interactions (electron-lattice, electron-electron, electron-impurity (lattice defect) interactions) are systematically quantified, physical properties are approximated by an electron, and multi-electron imaging is understood. The research results of Ling and 4 years are as follows: (1)ARPES is a copper acid high temperature superconductor (Bi2201). In this paper, we obtain the strong binding approximation analysis of the surface shape, the determination of the electron position, the ARPES selection, the electron-lattice, the electron-electron interaction, the origin of the electron position, the characteristics of the electron position, the determination of the electron position, and the determination of the electron position. (2)The temperature dependence of the electron state on the surface of a typical Bi2Te3 insulator is carefully tuned. Electron-lattice interaction is the origin of the dispersion of the structure of the structure, electron-lattice interaction is extremely weak The number of electron-lattice combinations is determined by the first principle calculation, the comparison, and the large number of scattered combinations. The research results of this paper are published in the journal Science News and Science Japan.

项目成果

IIT-BHU/IIT-Mandi(インド)

IIT-BHU/IIT-Mandi（印度）

Correlation between changeover from weak antilocalization (WAL) to weak localization (WL) and positive to negative magnetoresistance in S-doped Bi1.5Sb0.5Te1.3Se1.7

• DOI: 10.1063/5.0094556
• 发表时间: 2022-07-18
• 期刊: APPLIED PHYSICS LETTERS
• 影响因子: 4
• 作者: Singh，Mahima;Ghosh，Labanya;Chatterjee，Sandip
• 通讯作者: Chatterjee，Sandip

Electronic transport studies of Ag-doped Bi2Se3 topological insulator

• DOI: 10.1063/5.0102131
• 发表时间: 2022-09
• 期刊: Journal of Applied Physics
• 影响因子: 3.2
• 作者: Shailja Sharma;Shiv Kumar;Ashok Kumar;K. Shimada;C. S. Yadav

Evaluation of Self-Energy in Overdoped Bi2201 by Angle-Resolved Photoemission Spectroscopy

用角分辨光电发射光谱法评价过掺杂 Bi2201 的自能

• 发表时间: 2022
• 作者: Y. Miyai;Shiv. Kumar;T. Kurosawa;M. Oda;S. Ideta;K. Shimada
• 通讯作者: K. Shimada

Exploration of Novel Topological Semimetal and Evolution of the Electronic Structure Using High-Resolution ARPES

利用高分辨率 ARPES 探索新型拓扑半金属和电子结构演化

• 发表时间: 2023
• 作者: Yogendra Kumar;Shiv Kumar;Kenya Shimada
• 通讯作者: Kenya Shimada