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山形大学理学部量子物性研究室が、有効質量ゼロのワイル電子が質量を獲得する機構を解明しました。

2016.01.20

 山形大学理学部物理学科の量子物性研究室が、有効質量ゼロのワイル電子が質量を獲得する機構を解明し、大学の定例記者会見で解明に関する背景や内容を説明しました。研究成果は、物理分野でレベルの高いPhysical Review B誌の11月号に掲載されました。
 また、この研究に関しては、山形新聞(H27.12.31付け)にも取り上げられました。

◎背景
◇理学部物理学科量子物性研究室(教授:大西彰正、教授:富田憲一、教授:北浦 守、客員教授:佐々木 実)では、これまで、韓国のテグ大学・ポハン工科大学などとの共同研究で、2次元ディラック電子系や3次元ディラック電子系の特異な振舞いの解明や、3次元ディラック電子系が磁場中でワイル金属という全く新しい金属状態になることを見出し、それらの成果を物理学分野では極めて評価の高いPhysical Review Letters (PRL)誌やPhysical Review B(PRB)誌に発表してきました。

◎最も重要な発見
理論的発見1:質量がゼロと思われていたワイル電子が質量を獲得する機構を理論的に解明しました。

◎その他の主な発見
新発見1:3次元ラッシュバ物質であるBiTeIがワイル電子系である事を明らかにしました。このことは誰もが予想すらしなかった事です。
新発見2:山形大学で測定した結果を精密に解析して、ワイル電子の有効質量が極めて小さいながらも電子の静止質量の1/100,000程度である事を見いだしました。この値は、通常の半導体中の電子の値に比べても3桁程度小さな値です。
新発見3・理論的発見2:これを反映して、ワイル電子の移動度が10㎡/Vsという通常の半導体では考えられないほど大きく、ワイル点で発散傾向を示す事も見いだしました。この理論的説明にも成功しました。
新発見4:磁気抵抗やホール効果に現れる異常に普遍性を見いだしました。

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