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研究トピックス
2016/08/31 投稿

トポロジカル近藤絶縁体の特異な2次元電子状態を発見 ‐次世代半導体素子の省エネルギー化やスピントロニクス素子実現に一歩近づく成果‐

大阪大学大学院理学研究科の萩原健太氏(修士2年),生命機能研究科の大坪嘉之助教,木村真一教授,自然科学研究機構分子科学研究所の田中清尚准教授,Synchrotron SOLEIL(仏)のAmina Taleb(アミナ・タレブ)博士,高エネルギー加速器研究機構物質構造科学研究所の組頭広志教授,広島大学放射光科学研究センターの奥田太一准教授,茨城大学理学部の伊賀文俊教授らの研究グループは,希土類ホウ化物YbB12の単結晶表面を原子1個レベルで平坦化・清浄化する技術を開発し,その表面電子状態を電子スピンや軌道対称性を分けて測定した結果,この物質が理論的に予測されていたトポロジカル近藤絶縁体(TKI)と呼ばれる状態であることを発見しました。この研究は,無散逸電流による省エネルギーデバイスやスピントロニクス技術への応用に役立つと考えられます。

本研究成果は8月31日(水)18時(日本時間)にNature Publishing Group「Nature Communications」(オンライン版)で公開されます。

research20160831

(a)角度分解光電子分光により得られたYbB12表面電子状態の運動量(横軸)・エネルギー(縦軸)依存性。色の濃い所に電子状態が存在する。黄色線は電子状態の分散関係のガイド。下窓の曲線はフェルミ準位(0meV)の電子状態密度曲線。
(b)円二色性角度分解光電子分光により得られた同表面電子状態の軌道角運動量偏極の様子。赤・青領域はそれぞれ逆方向に偏極している。破線は(a)で得られた電子状態の分散関係。

本件に関する問い合わせ先

大阪大学 大学院生命機能研究科 光物性研究室
助教 大坪 嘉之(おおつぼ よしゆき),教授 木村 真一(きむら しんいち)
E-mail: y_oh@fbs.osaka-u.ac.jp(大坪 嘉之), kimura@fbs.osaka-u.ac.jp(木村 真一)