【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.03.22】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23IT0002
利用課題名 / Title
ワイル半金属薄膜におけるスピン輸送現象の解明
利用した実施機関 / Support Institute
東京工業大学 / Tokyo Tech.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
トポロジカル量子物質/ Topological quantum matter,蒸着・成膜/ Vapor deposition/film formation
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
西早 辰一
所属名 / Affiliation
東工大 打田研究室
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
宮本 恭幸
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
ワイル半金属においては、３次元的なバンド縮退点となるワイル点の周りで、電子が質量ゼロの粒子として振る舞い、特異なスピン輸送現象を発現する。電流を伴わない散逸に強いスピン流の生成や電圧のみによる磁化の制御はその代表例であるが、これまで実験的な検証がなされてこなかった。本研究では、我々の研究グループが世界に先駆けて薄膜化を実現したワイル半金属候補物質について、電界効果デバイスや磁性体との接合を作成することで、その特異なスピン輸送現象の実験的な検証を目指す。
実験 / Experimental
薄膜試料に対して、フォトリソグラフィーによるデバイス加工および接合・電極作製のための金属蒸着を行う。
結果と考察 / Results and Discussion
当初理論的にワイル半金属候補物質と期待されていたEuCd2As2について、高品質な薄膜試料を得られたが、その基本的な伝導特性や光学応答を測定したところ、バンド絶縁体であることが明らかとなった。当初の研究目的のため、現在はAsを一部Sbに置換したEuCd2(AsSb)2薄膜を作製することで、ワイル点を持つワイル半金属相の実現を目指している。すでに高品質な薄膜が得られているため、現在その輸送特性の評価に取り組んでいる最中である。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- 西早辰一, 中村彩乃, 大野瑞貴, Markus Kriener, 渡辺悠斗, 川﨑雅司, 打田正輝 「ワイル半金属候補物質EuCd2As2の薄膜作製による低キャリア濃度化」日本物理学会第78回年次大会 2023年9月 仙台 (16aA106-2)
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件