Quantum properties of true topological semimetal of single-crystal RTeSb with precise symmetric decision and carrier control.

具有精确对称决策和载流子控制的单晶 RTeSb 真拓扑半金属的量子特性。

• 批准号: 22K03528
• 负责人: 野上 由夫
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Okayama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 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/grant/KAKENHI-PROJECT-22K03528/
• 关键词: 固体物理; トボロジカル絶縁体; 構造物性; トポロジカル半金属; トポロジカル物質; 量子物性; 結晶構造対称性

令和４年度においては以下の研究をおこなった。その１　構造物性測定用極低温冷却器の作成。ヘリウム供給が容易ではない現状を鑑み、4K冷凍機とヘリウム４ガス循環系を組み合わせ極低温構造物性装置を開発した。現在、４K冷凍機はすでに納入され、自作部分についての工作も完成しつつあり、今後は冷却試験と運転に移行する。その２　研究対象物質の系統的なCDW測定　トポロジカル半金属の有力候補物質であるReTe1-xSb1+xに於いては、希土類元素Reの種類とxの量に依存して、構造対称性の変化が起こることを、世界に先駆けて発見していたが、その詳細測定を開始した。CDWの発生するxの領域を精密X線構造解析で調べたところ、Teが大きい(xが小）ところでは、不整合波数のCDWが発生することがわかった。なお希土類の影響に対しては、一般に重希土類より軽希土類のReTe1-xSb1+xのほうがCDWは発生しやすく（つまりxが大きくても発生し始める）、これはランタノイドの原子半径の増加による減圧効果と考えられる。しかしLaとCeを比較すると、CeのほうがCDWが起こりやすく、唯一の例外になる。これは上記の原子半径の変化による減圧効果よりも、Ceにおける4fと3d電子の軌道混成効果がまさるためである。このCDWの影響を避け、CDWが存在しないところでトポロジカル半金属特有の、低温電子物性を測定しはじめた。その3　系統的な二倍超格子測定　ReTe1-xSb1+xに於いては、上記のCDWに加え２倍の超格子構造が発生する。その発生するxの領域を精密X線構造解析で調べたところ、希土類元素Reの種類とxの量に依存してTeが小さい(xが大）ところでは発生しやすいことがわかった。この相転移の詳細を調べたところ、物性に大きく影響を与える反転対称の消失を見出した。これらの情報は今後の物性の理解の上で重要である。

2020财年，我们进行了以下研究。第 1 部分：创建用于测量结构特性的低温冷却器。考虑到氦气供应不易的现状，我们开发了结合4K制冷机和氦4气体循环系统的低温结构特性装置。目前，4K冰箱已发货，自制部件工作正在完成，公司即将进行制冷测试和运行。第2部分：研究目标材料的系统CDW测量ReTe1-xSb1+x是一种有前途的拓扑非金属候选材料，其结构对称性根据稀土元素Re的类型和x的量而变化。全世界发现这种现象发生后，我们已经开始详细测量。当我们使用精密 X 射线结构分析研究 CDW 出现的 x 区域时，我们发现波数不匹配的 CDW 出现在 Te 大（x 小）的地方。关于稀土的影响，轻稀土ReTe1-xSb1+x一般比重稀土更容易出现CDW（换句话说，即使x很大，CDW也开始出现），这是由于减压所致这被认为是由于镧系元素原子半径的增加而产生的。然而，当比较La和Ce时，CDW更容易发生在Ce中，这是唯一的例外。这是因为Ce中4f和3d电子的轨道杂化效应超过了由于上述原子半径变化而产生的减压效应。为了避免这种 CDW 的影响，我们开始在没有 CDW 的情况下测量拓扑准金属特有的低温电子特性。第 3 部分：系统双超晶格测量 在 ReTe1-xSb1+x 中，除了上述 CDW 之外，还生成双超晶格结构。当我们使用精密X射线结构分析研究x出现的区域时，我们发现Te较小（x较大）的地方更有可能出现x，这取决于稀土元素Re的类型和x的量。当我们研究这种相变的细节时，我们发现反演对称性的消失，这极大地影响了物理性质。该信息对于了解未来的物理特性非常重要。