Magnetotransport properties of topological materials with nontrivial magnetic structure

具有非平凡磁结构的拓扑材料的磁输运特性

基本信息

批准号：
21K03454
负责人：
鈴木健士
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Toho University
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

项目摘要

線形分散するバンドの交差点と磁性を併せ持つ磁性ワイル半金属RAgGe (R = 希土類)の単結晶試料を金属フラックス法により育成し、R=Dy及びHoについて、原料、温度及び仕込み組成比の育成条件の改善を通して磁化測定及び磁気輸送特性測定が可能な大型単結晶を得る事に成功した。また、DyAgGe単結晶試料の低温領域での磁化及び磁場中電気輸送係数の測定を行い、(1)電磁抵抗率及びホール抵抗率が磁化プラトー状態に依存する値を示す事、及び(2)磁化プラトー間の遷移において電気抵抗率が増大を示す事が観測された。これらは、定性的には、伝導電子と希土類局在磁気モーメントとが強く結合している事に由来して、各磁化プラトー状態において許容される磁気的ドメインのdisorderや低エネルギーマグノン励起、磁化プラトー遷移近傍において発達する短距離の磁気的ゆらぎによって伝導電子が散乱される事で生じる現象と解釈できる結果である。現在、各磁化プラトー状態が示す磁気秩序と電子波動関数の有する非自明なトポロジーの結合の観点から、得られたデータの定量的な解析を進めている。更に、RAgGe系の磁性と非自明なトポロジーの結合を統一的に理解するためHoをはじめとする他の希土類元素を持つ物質の磁化及び磁気輸送特性の測定の準備を進めている。加えて、DyAgGeで得られている非自明な磁気輸送特性に対する知見を発展的に拡張する事を念頭に、磁化プラトーと非自明なトポロジーを併せ持つ一般の金属間化合物へ研究対象の拡充を図っている。本年度は、三元系希土類ニクトゲン化合物の大型単結晶試料育成に成功しており、現在は磁化測定及び磁場中輸送係数の測定に向けた準備を進めている。

采用金属熔剂法生长了兼具线性色散带交点和磁性的磁性外尔半金属RAgGe（R=稀土）单晶样品，生长条件为原料、温度和装料组成比：通过改进，我们成功地获得了可以测量磁化强度和磁输运特性的大型单晶。此外，我们在低温区域测量了 DyAgGe 单晶样品的磁场中的磁化强度和电输运系数，发现（1）电磁电阻率和霍尔电阻率显示出取决于磁化平台状态的值， (2)磁化强度观察到电阻率在平台之间的过渡中表现出增加。定性地讲，这些源于传导电子与稀土局域磁矩之间的强耦合，并且是由各磁化平台状态、低能磁振子激发和磁化平台状态允许的磁畴无序引起的。可以解释为传导电子被跃迁附近产生的短程磁涨落散射而引起的现象。目前，我们正在从每个磁化平台状态所表现出的磁序与电子波函数的非平凡拓扑之间的耦合角度对获得的数据进行定量分析。此外，为了全面了解RAgGe系统中磁性与非平凡拓扑之间的耦合，我们正准备测量含有Ho等其他稀土元素的材料的磁化和磁输运特性。此外，为了进一步扩展对 DyAgGe 中非平凡磁输运特性的了解，我们正在将研究扩展到具有磁化平台和非平凡拓扑的一般金属间化合物。今年，我们成功生长了三元稀土氮元素化合物的大型单晶样品，目前正在准备测量磁场中的磁化强度和输运系数。