Function creation in polar metals

极性金属中的函数创建

基本信息

批准号：
21H01030
负责人：
高橋英史
金额：
$ 11.4万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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

固体物質では結晶構造の空間反転対称性の破れに起因し分極（極性）を持つ物質がある。この分極に起因して、絶縁体材料では強誘電性や圧電性が生じる。また磁性を持つ材料では、磁性と強誘電性が相関したマルチフェロイック材料がこれまで盛んに研究されてきた。一方で、金属における極性構造の影響についての研究は少なく、特に、極性構造に由来した分極が生み出す機能性はこれまであまり報告されていない。しかしながら、静的な分極の影響は無くても、動的な分極の影響を伝導電子が受ける可能性ある。このような観点のもと本研究では極性金属の合成と新奇現象の開拓を試みた。その中で、極性構造－非極性構造の構造不安定性を持つ、3元系化合物の合成に成功した。さらにこの材料において、２K付近で超伝導転移を示すことを明らかにした。そして、この超伝導の性質を調べるため、0.3Kまでの極低温での磁場依存性や、表面を削ることによる表面依存性や厚み依存性の測定を行った。その結果、超伝導はバルクではなく表面で生じていることが示唆された。また、極性構造に由来した、ラッシュバ型のスピン分裂が予想され、それに起因した異方的な臨界磁場が観測された。さらに、バンド計算からは、ディラック点やワイル点を持つトポロジカルなバンド構造が示唆されており、このトポロジカルなバンド構造に由来した表面超伝導の可能性がある。その他にも。極性金属MoTe2、トポロジカル半金属VTe2、トリビアルな半金属TiTe2における動的ピエゾ効果の観測を試みた。その結果、MoTe2及びVTe2では有限な逆ピエゾ効果を観測し、金属においても誘電性が現れることを明らかにしている。この結果は、トポロジカルなバンド構造を持つ場合に金属での誘電応答が観測されることを示唆している。一方でその定量性やバンド構造と金属での誘電応答の相関については明らかになっておらずその解明が今後の課題である。

一些固体材料由于其晶体结构的空间反演对称性被打破而具有极化。由于这种极化，绝缘材料中会出现铁电性和压电性。在磁性材料中，磁性和铁电相关的多铁性材料得到了积极的研究。另一方面，关于金属中极性结构的影响的研究很少，特别是由极性结构衍生的极化产生的功能迄今为止还没有太多报道。然而，即使没有静态极化的影响，传导电子也可能受到动态极化的影响。基于这个视角，本研究尝试合成极性金属并探索新现象。其中，我们成功合成了一种介于极性和非极性结构之间结构不稳定的三元化合物。此外，据透露，该材料在 2K 附近表现出超导转变。为了研究这种超导性的特性，我们测量了低至 0.3 K 的极低温度下的磁场依赖性，以及通过刮擦表面来测量表面依赖性和厚度依赖性。结果表明超导发生在表面而不是本体。此外，还预测了源自极性结构的Rashba型自旋分裂，并观察到了由此引起的各向异性临界磁场。此外，能带计算表明存在具有狄拉克点和外尔点的拓扑能带结构，并且存在源自该拓扑能带结构的表面超导性的可能性。还有更多。我们尝试观察极性金属MoTe2、拓扑半金属VTe2 和普通半金属TiTe2 中的动态压电效应。结果，我们在 MoTe2 和 VTe2 中观察到有限的逆压电效应，并揭示了即使在金属中也存在介电性。这一结果表明，当金属具有拓扑能带结构时，可以观察到金属的介电响应。另一方面，金属能带结构与介电响应之间的定量性质和相关性尚未阐明，阐明这些是未来的挑战。

项目成果

期刊论文数量（14）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

High-Pressure Synthesis of a Massive and Non-Symmorphic Dirac Semimetal Candidate MoP4

高压合成大块非同形狄拉克半金属候选 MoP4

DOI：
10.7566/jpsj.90.123704
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
1.7
作者：
Mayo Alex Hiro;Richards Jon Ale;er;Takahashi Hidefumi;Ishiwata Shintaro
通讯作者：
Ishiwata Shintaro

極性半金属EuAuBiにおける磁性と超伝導特性

极性半金属EuAuBi的磁性和超导特性

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
高橋英史; 高橋優之; メイヨーアレックス浩秋葉和人; 小林達生; 越智正之; 石渡晋太郎
通讯作者：
石渡晋太郎

Enhancement of the Magnetoresistance in the Mobility‐Engineered Compensated Metal Pt5P2

移动性工程补偿金属 Pt5P2 中磁阻的增强

DOI：
10.1002/aelm.202201120
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
6.2
作者：
Mayo Alex H.;Takahashi Hidefumi;Ishiwata Shintaro;Gornicka Karolina;Winiarski Michal J.;Jaroszynski Jan;Cava Robert J.;Xie Weiwei;Klimczuk Tomasz
通讯作者：
Klimczuk Tomasz

Enhancement of the Magnetoresistance in the Mobility‐Engineered Compensated Metal Pt5P2

增强移动性中的磁阻——工程补偿金属 Pt5P2

DOI：
10.1002/aelm.202201120
发表时间：
2022-12-29
期刊：
Advanced Electronic Materials
影响因子：
6.2
作者：
A. H. Mayo;Hidefumi Takahashi;S. Ishiwata;K. Górnicka;M. Winiarski;J. Jaroszynski;R. Cava;W. Xie
通讯作者：
W. Xie

Possible helimagnetic order in Co4+-containing perovskites Sr1-xCaxCoO3

含 Co4 钙钛矿 Sr1-xCaxCoO3 中可能的螺旋磁序

DOI：
10.1063/5.0101473
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
6.1
作者：
Takahashi Hidefumi;Onose Masaho;Kobayashi Yasuhito;Osaka Takahiro;Maeda Soushi;Miyake Atsushi;Tokunaga Masashi;Sagayama Hajime;Yamasaki Yuichi;Ishiwata Shintaro
通讯作者：
Ishiwata Shintaro