NMR測定からアプローチするディラック電子の特異な反磁性と磁場下の電子状態

通过核磁共振测量得出狄拉克电子的特殊抗磁特性和磁场下的电子态

基本信息

批准号：
21K03450
负责人：
中井祐介
金额：
$ 2.75万
依托单位：
University of Hyogo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K03450/
关键词：
核磁気共鳴 NMR Dirac電子黒リン

项目摘要

昨年度までの我々のNMR実験から黒リンの半金属相（1.6 GPa）において、ディラックフェルミオンが存在する証拠となるゼロモードランダウ準位がNMR緩和率の磁場依存性に反映されることを明らかにしてきた（今年度その内容が出版された）。この結果は、NMR測定がトポロジカル物質の微視的な特性や挙動についての知見を提供し、その研究に有用であることを示す結果である。そこで、圧力印加に伴って黒リンのディラック半金属相がどのように変化するかを微視的観点から調べるために、半導体・半金属転移点のごく近傍の半金属相においても31P-NMR（核磁気共鳴）測定を行った。低温においてNMR緩和率の磁場依存性測定を14Tまで行い、転移点ごく近傍の半金属相でもディラック電子系特有の振る舞いが見られることを明らかにした。また、緩和率の磁場依存性の結果からディラック半金属相におけるフェルミ速度が圧力によって変化することが分かった。これにより、黒リンのディラック半金属相の電子相関に関する洞察を得ることができた。また、NMR緩和率とは異なる観点から黒リンのディラック半金属相の性質を調べるために単結晶黒リンを用いた圧力下での精密NMRシフト測定を開始した。今年度は微小なNMRシフトを圧力セル内で精密に決定する方法の検討を行い、その実装を完了した。他には、昨年度実験に着手した、印加磁場に依存して特異なトポロジカル物性を示す黒リンの近縁物質において、角度回転機構を用いて磁場印加方向を精密に制御することによって、NMRスペクトルの角度依存性を明らかにすることができた。

从我们的NMR实验到去年，很明显，零mord landau水平（这是Diracfermion的证据）反映在黑色磷一半 - 金属相（1.6 GPA）中NMR宽松速率的磁场依赖性中。我已经做到了（内容已于今年出版）。该结果表明，NMR测量提供了有关拓扑物质的微观特征和行为的知识，对该研究很有用。因此，为了检查Blackin的Dirack半金属相如何随着显微镜的压力而变化，即使半导体和半金属转移也是31p-NMR（31p-NMR（核磁共振））。在低温下，进行了磁场依赖性的NMR宽松速率的测量，最高为14T，并且发现即使在Dirack电子系统的特殊相位，甚至可以看到转移附近的一半金属相。此外，发现宽松速率的磁场依赖性结果通过压力改变了Dirack半金属相中的费米速度。结果，对黑磷半相相的电子相关性有了洞察力。此外，使用单个晶体黑色磷在压力下开始了精确的NMR偏移测量，以便从与NMR缓解速率不同的角度检查黑磷半中相的性质。今年，我们研究了如何精确地确定压力电池中的NMR小移位并完成其实施。此外，NMR光谱的NMR光谱一直是黑磷的近距离，该光谱指示了去年已开始实验的适用磁场的独特拓扑物理特性，以准确控制使用角度旋转机构的磁场。