カイラル構造を持つ金属間化合物における非相反電気磁気効果の観測とバンド構造の解明

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カイラル構造を持つ２元系化合物TrX4 (Tr: Rh, Ir, X: Ge, Sn)の高純度単結晶育成を行った。この物質系はいずれも同型の結晶構造をとり，空間群#152および#154に対応する三方晶系のカイラルな結晶構造をとる．α-RhSn4およびα-IrSn4については，Snフラックス法による単結晶育成を行った。結晶育成条件の最適化によりα-IrSn4については，結晶の純良性を表す残留抵抗比が1250に達する極めて純良で単一ドメインの単結晶を育成することに成功した。IrGe4では，テトラアーク炉を用いたチョクラルスキー引き上げ法による単結晶育成を行い,RhG4については,高圧合成法を用いて行った。これらの高純度単結晶に対して，メンブレン型メカニカルセンサーを用いた精密な磁気トルク測定を温度1.5 K, 磁場12T までの範囲で行い,磁気トルクにおける量子振動(ドハース・ファンアルフェン効果)測定を行った。この量子振動の解析からフェルミ面のサイズとトポロージーを明らかにすることに成功した。 カイラル構造を持つ金属間化合物のフェルミ面研究例は少なく，世界的にみても我々の研究成果は貴重な研究成果といえる。本研究によってフェルミ面の極値断面積の角度依存性において特徴的な対称性を示すことが明らかになったが，このことは，三方晶系(空間群#152および#154)の対称性としてはじめて実験的に確認されたことである。またIrGe4およびRhGe4については，低温において超伝導状態を示すことを明らかにした．カイラル物質系で超伝導を示す系の報告は，極めて限られており，さらに単結晶が得られているものは少ない．カイラル構造を持つ物質での超伝導状態における対波動関数の対称性の研究や，また超伝導状態を通して，物質系の特徴的な物性応答がどのように影響するのか等についての研究を開始した。