強相関トポロジカル絶縁体における表面効果と圧力スイッチング効果

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＜研究①＞　高圧下SmSは、圧力印加にともない常磁性半導体から反強磁性金属へと転移する。半導体領域はトポロジカル絶縁体特性が現れると予想されている。まず、高圧下SmSのバルクの電子状態を解明するために、磁化測定用対向アンビル型圧力容器を用いて、最大2.6 GPaまでの直流帯磁率測定に初めて成功した。圧力誘起非磁性－磁性転移の臨界圧力1.9 GPa以上の圧力下においても、低温でCurie的な帯磁率の増大は確認できず、SmSはSm-f電子の局在性を示す実験証拠が全く得られない状況で磁気秩序を示す、ランタノイド化合物では極めて希な物質であることが分かった。次に、トポロジカル絶縁体相が期待される圧力である1.5 GPaにおいて、核スピン－格子緩和時間（T1）の詳細な測定と解析を行った。低温ではT1に複数の成分が観測されたが、最小二乗法では詳細な解析が困難であったため、測定値の成分分離に長けたベイズ推定の手法を核磁気緩和曲線の解析に初めて導入した。常圧下SmSにおける核磁気緩和曲線を対象として解析手法の評価を行うことで適切な解析手法を構築した。この手法を用いることで1.5 GPaにおける1/T1とその分布の温度依存性を得ることができ、低温で小さなギャップが形成され、同時にT1に連続的な分布が生じることを明らかにした。高圧下SmSのNMRスペクトルは1つのlorentzianでフィットできず、2つのlorentzianの足し合わせの形状が観測されていた。微細な構造を調べるために行ったNMRスペクトルの磁場依存性から、高圧下SmSの格子の異常を示唆する結果を得た。