磁性・極性と共存したスピン・バレー結合状態における輸送現象の開拓

磁性和极性共存的自旋谷耦合态输运现象探索

• 批准号: 22KJ2128
• 负责人: 近藤 雅起
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: The University of Tokyo (2023)Osaka University (2022)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ2128/
• 关键词: スピン・バレー結合状態; ディラック電子系; 一軸応力; 非相反伝導; ワイル磁性体; 異常ホール効果; 量子振動

本研究は極性層状金属BaMnX2(X=Sb, Bi)を対象に、(1)スピン・バレー結合状態の外部制御と、(2)それに起因した新奇輸送現象開拓を目的としたものである。本年度はまず目的(1)に対して一軸応力印加デバイス開発に取り組んだ。国内外の研究者に技術提供を受けデバイスを開発し、超伝導マグネットを用いた低温・磁場下での予備測定に成功した。また、一軸応力による電子状態制御に適した物質開発を目的にBaサイトをSrに置換した物質を合成した。東大物性研でのパルス強磁場測定からSr置換量に対する量子振動の変化を解明し、極性転移の化学制御に成功した。これと並行して、後半の目的(2)に対してBaMnX2の非相反伝導測定に取り組んだ。集積イオンビームを用いて微細加工した測定デバイスを用いることで、X=Sb, Biの両物質において電流・極性方向に依存した非相反伝導の観測に成功した。理論研究者と共同で、非相反伝導に対するスピン・バレー結合状態変化の影響を定性的に解明し、成果を日本物理学会で口頭発表した。現在論文投稿準備中である。さらに当初の計画に加えて、新奇トポロジカル反強磁性体EuMg2Bi2の開拓にも取り組んだ。MgBi層が歪んだハニカム格子を形成するため、Euの磁性と結合したトポロジカルな電子状態の実現が期待される。巨大異常ホール効果と量子振動の観測に成功し、第一原理計算との比較から異常ホール効果が磁場中で誘起されたワイル点に起因することを定量的に解明した。この成果はPhysical Review B誌にLetterとして掲載された。

This study は polarity layer metal BaMnX2 (X = Sb, Bi) を に, (1) seaborne ス ピ ン · バ レ ー combining state の external suppression と, (2) そ れ に cause し た transport phenomena to develop novel を purpose と し た も の で あ る. The objective of this year 's まず まず is: (1)に to develop に against the て axis 応 force of the Inca デバ デバ ス ス to take the んだ group んだ. の researchers に technology at home and abroad to provide を by け デ バ イ ス を open 発 し, super 伝 マ グ ネ ッ ト を with い た under low temperature, magnetic field で の reserve determination に successful し た. ま た, a shaft 応 に よ る electronic state suppression に optimum し た material open 発 を purpose に Ba サ イ ト を Sr に replacement し た material を synthetic し た. Neusoft property research で の パ ル ス strong magnetic field measurement か ら Sr displacement quantity に す seaborne る quantum vibration の variations change を interpret し, polarity chemical system planning move の royal に success し た. <s:1> れと parallel <s:1> て, the second half of the test objective (2)に to determine the <s:1> non-opposite 伝 conductance of <s:1> て bamnx ² に に to take the んだ group んだ. Set product イ オ ン ビ ー ム を with い て microfabrication し た determination デ バ イ ス を with い る こ と で, X = Sb, Bi の struck material に お い て, current polarity direction, に dependent し た not contrary 伝 guide の 観 に measuring success し た. Theory researchers と で together, on the contrary 伝 guide に す seaborne る ス ピ ン · バ レ ー combination of state - の influence を qualitative に interpret し を Japan institute of physics, achievements で oral 発 table し た. The submission of the paper is now in preparation である. Youdaoplaceholder0 Initially, <s:1> planned に and えて, and developed the novel トポロジカ and <s:1> antistrong magnetic material EuMg2Bi2 <s:1> to create the に discovery set んだ. MgBi layer が slanting ん だ ハ ニ カ を ム grid formation す る た め, Eu の magnetic と combining し た ト ポ ロ ジ カ ル な electronic state の be が now expect さ れ る. Huge exception ホ ー ル unseen fruit と quantum vibration の 観 に し success, first principles calculation と の is か ら abnormal ホ ー ル unseen fruit が で in magnetic field induced さ れ た ワ イ ル point に cause す る こ と を quantitative に interpret し た. <s:1> <s:1> Physical Review B journal にLetterと て て published された.

项目成果

Large anomalous Hall effects due to field-tunable Weyl points in antiferromagnetic degenerate semiconductor EuMg2Bi2

反铁磁简并半导体 EuMg2Bi2 中场可调 Weyl 点引起的大反常霍尔效应

• 发表时间: 2022
• 作者: M. Kondo;H. Sakai;M. Ochi;R. Kurihara;A. Miyake;Y. Yamasaki;M. Tokunaga;H. Nakao;K. Kuroki;T. Kida;M. Hagiwara;H. Murakawa;and N. Hanasaki
• 通讯作者: and N. Hanasaki

Study of anomalous Hall effect and quantum oscillation in EuMg2Bi2 with field-tunable Weyl points

具有场可调Weyl点的EuMg2Bi2反常霍尔效应和量子振荡研究

• 发表时间: 2022
• 作者: M. Kondo;H. Sakai;M. Ochi;R. Kurihara;A. Miyake;Y. Yamasaki;M. Tokunaga;H. Nakao;K. Kuroki;T. Kida;M. Hagiwara;H. Murakawa;and N. Hanasaki
• 通讯作者: and N. Hanasaki

スピン・バレー結合したバルク極性ディラック半金属BaMnX2 (X = Sb, Bi)の非相反電気伝導

自旋谷耦合体极性狄拉克半金属 BaMnX2 (X = Sb, Bi) 中的不可逆导电

• 发表时间: 2023
• 作者: 近藤雅起;酒井英明;木俣基;須藤健太;越智正之;金子竜也;黒木和彦;阪口駿也;村川寛;花咲徳亮
• 通讯作者: 花咲徳亮

ワイル反強磁性体EuMg2Bi2における巨大異常ホール効果とパルス強磁場による量子振動観測

Weyl反铁磁体EuMg2Bi2中的巨大反常霍尔效应及脉冲强磁场的量子振荡观测

• 发表时间: 2022
• 作者: 近藤雅起;酒井英明;越智正之;栗原綾佑;三宅厚志;山崎裕一;徳永将史;中尾裕則;黒木和彦;木田孝則;萩原政幸;村川寛;花咲徳亮
• 通讯作者: 花咲徳亮