51探花

【発表のポイント】

• 过剰电流^（注１）を流しながら走査ゲート顕微镜^（注２）観察を行うことで、トポロジカル量子状态^（注３）（量子ホール状态^（注４））に现れる特殊な絶縁领域を映し出すことに成功。
• 量子ホール状态のミクロスコピック^（注５）な構造が、过剰电流による外乱に対して強いことを実証。
• 様々なトポロジカル量子状态観察に応用が期待されることから、より外乱に强い情报処理デバイス材料の探索に贡献すると考えられる。

【概要】

次世代の情报処理デバイス材料として期待されているトポロジカル物质は、従来の物质よりも电子による情报伝达が不纯物などに邪魔されにくいという特性を持っています。

东北大学大学院理学研究科の冨松透助教、橋本克之助教、平山祥郎教授らは、筑波大学数理物質系の野村晋太郎准教授と協力し、トポロジカルに護られた電子状態の一つである量子ホール状態を过剰电流で乱し走査ゲート顕微鏡観察を行うことで、その特殊な絶縁性領域を可視化することに成功しました。これにより、トポロジカルに護られたミクロスコピックな状態が、过剰电流といった外乱下でも保持されていることが実証されました。この研究成果は、トポロジカル普遍性が作り出すミクロスコピックな状態を探るための新しい手法を提供するもので、今後、様々なトポロジカル量子状態観察に応用が期待されることから、より外乱に強い情報処理デバイス材料の探索に貢献すると考えられます。

なお、研究成果は米国科学誌「Physical Review Research」のオンライン版に令和2年2月5日（日本時間）に掲載されました。

过剰电流を流しながら走査ゲート顕微镜観察を行うことで、トポロジカル普遍性が作り出す特殊電子状態のイメージングに成功。直線状のパターンは量子ホール絶縁領域を示している。

【用语解説】

注1）过剰电流
量子ホール効果は电気抵抗がゼロになる现象で特徴づけられるが、ある电流値以上では电気抵抗が现れ始め量子ホール効果ブレークダウンを生じる。本研究ではこの电流领域を指している。

注2）走査ゲート顕微镜
走査プローブ顕微镜の一つで、金属探针を走査ゲートとして用い、その応答を电気抵抗测定で捉える顕微镜。探针と试料表面の距离を一定に保ちながら走査するため、一般的に原子间力顕微镜の机能が用いられる。

注3）トポロジカル状态?物质
形を连続的に変えた际にその前后で特性が変わらない性质で分类できる状态や物质のことで、近年、金属、半导体、絶縁体、超伝导体などの様々な物资で见つかっている。

注4）量子ホール状态
半导体量子井戸构造に闭じ込められた二次元电子ガスに强磁场を印可した际に生じる量子化状态。古くから知られている现象であるが、最近トポロジカル状态の一つとして再认识されている。

注5）ミクロスコピック
肉眼では见えないマイクロメートル（1尘尘の千分の１）からナノメートル（1尘尘の百万分の１）の微小なサイズ。また、様々な现象を引き起こす微视的な原因となる要素のサイズを意味する。

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物理学専攻
助教 橋本　克之（はしもと　かつし）
电话：022-795-5708
贰-尘补颈濒：丑补蝉丑颈*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）
东北大学大学院理学研究科
広报?アウトリーチ支援室
电话：022?795-6708
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