超量子極限状態におけるBiSb合金の磁場誘起相転移

我々はこれまで約10%Sb置換したトポロジカル絶縁体試料に対して、結晶の３回軸方向への磁場印加で起こる半導体半金属転移の強磁場側で新たな絶縁体状態の出現を見出してきた。この結果に対する補足的な追加実験を加えて成果を論文として公表した。当初計画していた磁歪や熱測定に関しては実験に必要な高品質単結晶試料が得られておらず、現在新しい手法で合成中である。一方でSb濃度の低い試料に関しては複数の試料を保有しているため、本年度はそれらの試料の磁気輸送特性を調べた。これらの試料は無磁場下で半金属状態にあり、磁場を３回軸と垂直に印加することで半導体への転移が期待されている。我々は最大60Tまでのパルス強磁場中でいくつかの組成の試料の磁気輸送特性を調べたが、この磁場領域で半金属半導体転移を示す振る舞いは認められなかった。一方で、磁場と電流が平行な縦磁気抵抗配置においては、電子状態に小さいギャップが形成されたことを示す振る舞いが観測された。この縦磁気抵抗だけが絶縁体的に見える振る舞いは、我々が先にSb10%置換試料で見出したものと類似する振る舞いである。現在、Sb約4%置換の半金属試料における磁場誘起絶縁化の実験結果に関して論文投稿の準備を進めている。また、無磁場下の状態が半金属の試料(Sb4%)とトポロジカル絶縁体の試料(Sb10%)でともに見られる縦磁気抵抗の絶縁化に関して、両者を統一的に説明できるモデルを考察中である。これらの成果は2022年度中に３件の国際会議発表（うち１件は招待講演）および３件の国内会議での口頭発表として、積極的に公開している。

我々はこれまで約10%Sb置換したトポロジカル絶縁体試料に対して、結晶の３回軸方向への磁場印加で起こる半導体半金属転移の強磁場側で新たな絶縁体状態の出現を見出してきた。この結果に対する補足的な追加実験を加えて成果を論文として公表した。当初計画していた磁歪や熱測定に関しては実験に必要な高品質単結晶試料が得られておらず、現在新しい手法で合成中である。一方でSb濃度の低い試料に関しては複数の試料を保有しているため、本年度はそれらの試料の磁気輸送特性を調べた。これらの試料は無磁場下で半金属状態にあり、磁場を３回軸と垂直に印加することで半導体への転移が期待されている。我々は最大60Tまでのパルス強磁場中でいくつかの組成の試料の磁気輸送特性を調べたが、この磁場領域で半金属半導体転移を示す振る舞いは認められなかった。一方で、磁場と電流が平行な縦磁気抵抗配置においては、電子状態に小さいギャップが形成されたことを示す振る舞いが観測された。この縦磁気抵抗だけが絶縁体的に見える振る舞いは、我々が先にSb10%置換試料で見出したものと類似する振る舞いである。現在、Sb約4%置換の半金属試料における磁場誘起絶縁化の実験結果に関して論文投稿の準備を進めている。また、無磁場下の状態が半金属の試料(Sb4%)とトポロジカル絶縁体の試料(Sb10%)でともに見られる縦磁気抵抗の絶縁化に関して、両者を統一的に説明できるモデルを考察中である。これらの成果は2022年度中に３件の国際会議発表（うち１件は招待講演）および３件の国内会議での口頭発表として、積極的に公開している。