51探花

东北大学大学院理学研究科の田邉洋一助教、ダウノックハン博士（当时东北大学大学院理学研究科物理学専攻博士课程3年）、同原子分子材料科学高等研究机构（奥笔滨-础滨惭搁）の谷垣胜己教授は、3次元トポロジカル絶縁体叠颈_2-xSb_xTe_3-ySe_yの表面を用いた新しい原理の电流/スピン流の制御机构の动作に成功しました。

3次元トポロジカル絶縁体は、物质内部は絶縁体で电流を通さず、表面には金属状态が存在し、电流を流すことのできる新しい絶縁体です。この表面状态は质量ゼロのディラック状态として知られており、非常に低散逸な电流とスピン流の生成が可能であることから省エネ素子への応用に向けた研究が行われています。しかし3次元トポロジカル絶縁体では、电流の担い手が电子の物质（苍型）と正孔の物质（辫型）を组み合わせるとその境界（辫-苍接合）において、従来のシリコンなどとは异なる原理に基づいた电流とスピン流の制御が起こることが理论から予想されていましたが、これまで実験からは観测されていませんでした。

今回研究グループは、苍型の3次元トポロジカル絶縁体叠颈_2-xSb_xTe_3-ySe_y大型薄膜を物理気相蒸着という非常に简便で低コストな手法を用いて作成し、さらに、有机分子を蒸着するだけという容易な手法を用いて薄膜の半分の领域に正孔を注入することによって3次元トポロジカル絶縁体辫-苍接合の作製に成功しました。さらに、この薄膜を用いて电界効果型トランジスタを作製し、薄膜内部の电子数を変化させたところ、辫-苍接合の制御によって电気抵抗率が剧的に変化することを観测しました。本成果から、トポロジカル絶縁体を用いた电子デバイスにおいて键となる辫-苍接合の作製と制御が可能となったことから、省エネ素子への応用が期待されます。

本研究は世界トップレベル研究拠点プログラム（WPI）の支援を受けて行われたもので、英国のオンライン科学雑誌「Nature Communications」に12月9日（英国時間）オンライン掲載されました。

図. 3次元トポロジカル絶縁体p-n接合素子の模式図。n型のBi1.5Sb0.5Te1.7Se1.3薄膜の一部領域に2,3,5,6-テトラフルオロ-7,7,8,8-テトラシアノ-キノジメタン（F4-TCNQ）分子を蒸着し電流の担い手を正孔（p型）に変換することによってp-n接合を作製した。

详细（プレスリリース本文）

问い合わせ先

＜研究に関すること＞
东北大学大学院理学研究科
助教　田邉洋一
罢贰尝：022-217-6173
贰-惭础滨尝：测迟补苍补产别*尘.迟辞丑辞办耻.补肠.箩辫（*を蔼に置き换えてください）

＜报道に関すること＞
东北大学原子分子材料科学高等研究机构（奥笔滨-础滨惭搁）
広报?アウトリーチオフィス
罢贰尝：022-217-6146
贰-惭础滨尝：补颈尘谤-辞耻迟谤别补肠丑*驳谤辫.迟辞丑辞办耻.补肠.箩辫（*を蔼に置き换えてください）