トポロジカルな電子状態が誘起するネルンスト効果の解明と高性能層状熱電材料の開発

拓扑电子态引起的能斯特效应的阐明和高性能层状热电材料的开发

基本信息

批准号：
20J11036
负责人：
横井滉平
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は昨年度得られたネルンスト効果の圧力依存性についての結果をまとめ、学術論文投稿を行った。また、圧力下での電気抵抗率測定を行い、ホール効果についても圧力印加に伴って、磁場依存性が変化していることを明らかにした。ネルンスト効果、ホール効果の両方の現象で特異な磁場依存性が現れたことから、これらはノーダルラインフェルミオンの持つベリー曲率を反映した現象であることがより強く示唆された。この結果からノーダルラインフェルミオンの特性の一端が明らかとなった。さらに、これらの現象がノーダルラインフェルミオンに普遍的な現象であることを調べるべく、ノーダルラインフェルミオンの数が減少したInTaSe2や、類似した電子構造を持ちながらもノーダルラインフェルミオンが存在しないPbTaS2の合成を行い、そのネルンスト効果、ホール効果の測定を試みた。InTaSe2についても単結晶が得られたものの、物性測定は困難な結晶のサイズであった。PbTaS2については単結晶合成の結果、最大2 cm四方の大きな単結晶を得ることに成功したものの、化学気相法による単結晶化の際に用いた塩素が結晶中に取り込まれていることが分かった。塩素ドープによって電子状態は理論計算から推定されるものとは違っている可能性があるが、そのネルンスト効果、ホール効果を測定した結果はシンプルな通常電子モデルで説明可能なものとなっており、PbTaSe2で観測された特異な磁場依存性がノーダルラインフェルミオンと関係していることを補強する結果が得られた。またFe3GeTe2についても異常ネルンスト効果の測定を行った結果、バルク結晶では単原子層の異常ネルンスト効果とは温度依存性や信号の符号が異なる結果が得られ、単純な線ノード構造による異常ネルンスト効果ではない可能性が明らかとなった。

今年，我们总结了去年获得的Nernst效应压力依赖的结果，并提交了一份学术文件。此外，在压力下测量了电阻率，并且发现磁场的依赖性随着霍尔效应的压力的施加而变化。北部和霍尔效应中奇异磁场依赖性的出现更强烈地表明，这些现象反映了Nodalleinfermion所拥有的浆果曲率。该结果揭示了淋巴结线速度的特征之一。此外，为了研究这些现象是否是淋巴结线的普遍性，我们合成了intase2，其中降低了淋巴结线填充的数量，而PBTAS2（具有相似的电子结构但没有淋巴结线的fermions），并试图测量Nernst and Hall效应。尽管也获得了intase2的单晶，但很难测量晶体的大小。由于PBTAS2的单晶体合成，尽管成功获得了高达2 cm平方的大型单晶，但发现将通过化学蒸气相法在单晶过程中使用的氯纳入了晶体中。尽管电子状态可能与因氯掺杂引起的理论计算的估计而有所不同，但测量Nernst效应和HALL效应的结果通过简单的正常电子模型来解释，并且结果增强了PBTase2中观察到的奇异磁场依赖性的结果，即PBTase2中观察到的奇异磁场依赖性与Nodal Line Line Line Line Line Line fermion有关。此外，由于测量了Fe3Gete2的异常NernST效应，在散装晶体中获得的结果在温度依赖性和信号符号上与单位层的异常NernST效应不同，这表明它不是由于简单的线条结构而引起的异常NernST效应。