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J-GLOBAL ID：200902277560303223   整理番号：09A0888950

スピン螺旋ディラック輸送領域における調整可能なトポロジカル絶縁体

A tunable topological insulator in the spin helical Dirac transport regime

著者 (20件)： HSIEH D. (Princeton Univ., New Jersey, USA) ,  XIA Y. (Princeton Univ., New Jersey, USA) ,  QIAN D. (Princeton Univ., New Jersey, USA) ,  QIAN D. (Shanghai Jiao Tong Univ., Shanghai, CHN) ,  WRAY L. (Princeton Univ., New Jersey, USA) ,  DIL J. H. (Paul Scherrer Inst., Villigen, CHE) ,  DIL J. H. (Univ. Zurich-Irchel, Zurich, CHE) ,  MEIER F. (Paul Scherrer Inst., Villigen, CHE) ,  MEIER F. (Univ. Zurich-Irchel, Zurich, CHE) ,  OSTERWALDER J. (Univ. Zurich-Irchel, Zurich, CHE) ,  PATTHEY L. (Paul Scherrer Inst., Villigen, CHE) ,  CHECKELSKY J. G. (Princeton Univ., New Jersey, USA) ,  ONG N. P. (Princeton Univ., New Jersey, USA) ,  FEDOROV A. V. (Lawrence Berkeley Lab., California, USA) ,  LIN H. (Northeastern Univ., Massachusetts, USA) ,  BANSIL A. (Princeton Univ., New Jersey, USA) ,  GRAUER D. (Princeton Univ., New Jersey, USA) ,  HOR Y. S. (Princeton Univ., New Jersey, USA) ,  CAVA R. J. (Princeton Univ., New Jersey, USA) ,  HASAN M. Z. (Princeton Univ., New Jersey, USA)
資料名： Nature (London)  (Nature (London))
巻： 460  号： 7259  ページ： 1101-1105  発行年： 2009年08月27日 
JST資料番号： D0193B  ISSN： 0028-0836  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： イギリス (GBR)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 螺旋ディラックフェルミ粒子は,質量がゼロの相対論的粒子として振る舞う荷電粒子であり,固有の角運動量(スピン)はその並進運動量に固定されている。この粒子は,本質的に新規な現象を固体物理学にもたらすカギになるものとして提案されている。よく知られた例には,磁気-電気結合の異常な量子化,それ自身が反粒子になっているハーフフェルミ粒子状態,そしてボーズ-アインシュタイン凝縮体の電荷分数化があり,これらはすべて,さまざまなグラフェンの従来型ディラックフェルミ粒子では不可能である。螺旋ディラックフェルミ粒子はこれまでのところ,必要なスピン敏感な測定が十分行われておらず,またこのようなフェルミ粒子は,グラフェンやビスマスなどの相対論的電子を受け入れる従来型物質に存在することが禁止されているため,とらえ所がないままであった。最近,螺旋ディラックフェルミ粒子は,特定の型のトポロジカルに秩序化した絶縁体(スピン-軌道起源のバルク絶縁性ギャップと,時間反転対称性による散乱から保護された表面状態をもつ物質)の端に存在し,またそれらの特異な性質は,この絶縁体をいわゆるトポロジカル輸送領域へ調整すればアクセスできると提案されている。しかし,螺旋ディラックフェルミ粒子は既存のトポロジカル絶縁体では観測されていない。本論文では,スピン画像化分光法と運動量分解分光法,バルクの電荷補償,ホール輸送測定,および表面量子制御を組み合わせて,ビスマス系物質群に調整可能なトポロジカル絶縁体を実現し,特性を評価した結果を報告する。我々の結果によって,ほぼ100パーセントスピン分極した自明でないベリー位相を運ぶ,スピン運動量が固定されたディラック円錐が明らかになった。これはクラマース点近傍でトポロジカルフェルミ粒子密度が調整可能であり,長い間求められていたトポロジカルスピン輸送領域へ駆動できる。観測したトポロジカルノード状態は最高300Kでも十分保護されることが示された。...Copyright Nature Publishing Group 2009

シソーラス用語： *フェルミオン ,  スピン ,  *位相幾何学 ,  *絶縁材料 ,  *螺旋 ,  Dirac場 ,  スペクトロスコピー ,  不純物補償 ,  Hall効果 ,  制御 ,  量子論 ,  表面 ,  *輸送現象 ,  Berry位相 ,  *荷電粒子 ,  *絶縁体 ,  量子制御 ,  *スピン輸送
準シソーラス用語： 螺旋DiracFermi粒子 ,  運動量分解分光法 ,  スピン画像化分光法 ,  電荷補償 ,  表面量子制御

分類 (1件)： 電気物性一般  (BM03010R)

タイトルに関連する用語 (4件)： スピン ,  螺旋 ,  輸送 ,  トポロジカル絶縁体