強相関ディラック電子系におけるトポロジカルな電荷・スピン秩序と電磁気応答の開拓

强相关狄拉克电子系统中拓扑电荷/自旋顺序和电磁响应的探索

基本信息

批准号：
22H01177
负责人：
藤岡淳
金额：
$ 11.15万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01177/
关键词：
強相関電子系トポロジカル半金属異常ホール効果

项目摘要

電子相関効果でバンド幅の繰り込みが生じた強相関ディラック半金属ペロブスカイト型CaIrO3における磁場中の電気伝導特性評価も行った。超高圧合成法によって合成したペロブスカイト型のCaIrO3の単結晶試料において東京大学物性研究所国際強磁場施設において低温・パルス強磁場中における磁気輸送特性の測定を行った。磁場を直方晶のa軸に印加した場合とc軸に印加した場合で量子極限における抵抗率に磁場方位依存性が生じる事が観測された。数値計算によるランダウレベルの計算結果とも合わせ、Ir5d軌道のホッピングの異方性によって量子極限における電子状態に顕著な磁場方位依存性が生じている可能性が高いことを明らかにした。また層状反強磁性体SrCo6O11の単結晶をキュービックアンビル型超高圧装置を用いて合成した。本系はカゴメ格子の伝導層と三角格子の磁性層が交互に積層した一種のカゴメ磁性体である。カゴメ磁性体はワイル半金属状態が生じる候補物質の一つであり、本年度はその可能性を探るためホール効果、磁気抵抗率の測定を行った。その結果、低温では磁化にスケールする異常ホール効果が見られた。異常ホール伝導度と電気伝導度のスケール則の観点から内因性機構の可能性が高いことを明らかにした。他方、転移温度近傍およびその高温側では磁化にスケールしない異常ホール効果が顕著に見られた。その大きさは転移温度近傍では磁化に比例する従来の異常ホール効果より圧倒的に大きく、スピンが完全偏極しない磁場領域で特に顕著になる様子が観測され、非従来型の機構である可能性が示唆された。

我们还评估了强相关狄拉克半金属钙钛矿型 CaIrO3 在磁场中的导电性能，其中由于电子相关效应而发生带宽重整化。我们在东京大学固体物理研究所国际强磁场设施中测量了在低温和脉冲强磁场下超高压合成的钙钛矿型CaIrO3单晶样品的磁输运特性。观察到，当磁场施加到矩形晶体的a轴和c轴时，量子极限下的电阻率取决于磁场方向。结合数值计算获得的朗道能级计算结果，我们发现Ir5d轨道跳跃的各向异性可能导致量子极限下电子态的磁场方向具有显着的依赖性。此外，使用立方砧型超高压装置合成了层状反铁磁材料SrCo6O11的单晶。该系统是一种戈薇磁性材料，其中具有戈薇晶格的导电层和具有三角形晶格的磁性层交替层叠。 Kagome的磁性材料是出现Weyl半金属态的候选材料之一，今年我们进行了霍尔效应和磁阻效应的测量来探索这种可能性。结果，在低温下观察到了缩放磁化强度的反常霍尔效应。从反常霍尔电导率和电导率的尺度规律来看，揭示了其可能的内在机制。另一方面，在转变温度附近及其高温侧清楚地观察到不随磁化强度变化的异常霍尔效应。它的尺寸远远大于传统的反常霍尔效应，该效应与转变温度附近的磁化强度成正比，并且在自旋未完全极化的磁场区域中观察到特别明显，这表明它可能是一种非常规的霍尔效应。提出了建议。