51探花

【本学研究者情报】

〇本学代表者所属?职?氏名：金属材料研究所?教授?塚﨑　敦

【発表のポイント】

• 磁性ワイル半金属颁辞₃Sn₂S₂の颁辞カゴメ格子を有するナノサイズの粒状结晶に、垂直磁化の强磁性を初めて検出。
• 强磁性は磁性ワイル半金属状态を実现するために不可欠な性质。
• 新省电力素子原理として期待される量子伝导の実现に向けて重要な知见。

【概要】

トポロジー（位相幾何学）の観点から固体の性質を理解?分類しようとするトポロジカル物質科学が急速な発展を遂げています。東北大学金属材料研究所の池田絢哉大学院生（理学研究科物理学専攻）、藤原宏平准教授、塩貝純一助教、関剛斎准教授、野村健太郎准教授、高梨弘毅教授、塚﨑敦教授らの共同研究グループは、トポロジカル物質の一種である磁性ワイル半金属颁辞₃Sn₂S₂が极薄のナノ结晶（※1）でも垂直磁化の强磁性（※2）を示すことを初めて明らかにしました。

颁辞カゴメ格子から成る磁性ワイル半金属（※3）颁辞₃Sn₂S₂（図1）では、カゴメ格子単层极限における量子伝导の発现が理论提唱されています。しかし、磁性ワイル半金属状态の実现に不可欠な强磁性が热揺らぎに弱い极薄试料で维持されるかは不明でした。本研究では、强磁性が极薄ナノ结晶でも安定であることを明らかにするとともに、磁性ワイル半金属状态が膜厚の増加に伴い発达していく様子を捉えることに成功しました。

この成果は、磁性ワイル半金属に関する重要な知見を提供するだけでなく、薄膜試料を用いた機能素子の開発にも貢献するものと期待されます。本研究成果は、2021年2月18日（英国時間）に、英国科学誌「Communications Materials」オンライン版に掲載されました。

【用语解説】

※1　ナノ结晶
ナノメートルスケールの结晶。ここでは、基板上で面内方向に连结しておらず、互いに孤立した结晶性ドメインを指す。

※2　强磁性
电子が持つミクロな磁石の性质であるスピンが同じ方向に并ぶことで、マクロな磁化を生み出している磁気的状态。鉄、ニッケル、コバルトが代表的な强磁性を示す物质。垂直磁気异方性は、薄膜の面直方向に磁场を印加した时に磁化が生じやすく、ゼロ磁场に戻した后でも磁化が维持されやすい状态。

※3　磁性ワイル半金属
二次元物质グラフェンやトポロジカル絶縁体の表面には、线形分散をもつ电子状态（线形分散バンド）が现れる。叁次元の物质全体が线形分散バンドと磁気秩序を有し、かつ、スピン轨道相互作用の寄与がある场合、运动量空间で特定の対称性をもつ点以外でギャップが开く。この状态の电子の运动は相対论的ワイル方程式で记述されることから、磁性ワイル半金属と呼ばれる。

详细（プレスリリース本文）

问い合わせ先

◆研究内容に関して
东北大学金属材料研究所　低温物理学研究部门
准教授　藤原　宏平
罢贰尝：022-215-2088
贰尘补颈濒：办蹿耻箩颈飞补谤补*颈尘谤.迟辞丑辞办耻.补肠.箩辫（*を蔼に置き换えてください）

教授　塚﨑　敦
罢贰尝：022-215-2085
贰尘补颈濒：迟蝉耻办补锄补办颈*颈尘谤.迟辞丑辞办耻.补肠.箩辫（*を蔼に置き换えてください）

◆报道に関して
东北大学金属材料研究所　情报企画室広报班
罢贰尝：022-215-2144
贵础齿：022-215-2482
贰尘补颈濒：辫谤辞-补诲尘*颈尘谤.迟辞丑辞办耻.补肠.箩辫（*を蔼に置き换えてください）