東京工業大学の科学者は、TSMの薄膜サンプルでこれらの表面状態の電圧スキャンを実行することにより、導体と絶縁体の境界にある材料であるトポロジカル半金属（TSM）のエキゾチックな表面伝導状態の存在を実験的に検証します。 発見は、新しい量子輸送現象を実現する上で、そのような伝導状態の将来の研究と活用への道を開くことができます。

私たち全員は、おそらく導体と絶縁体のアイデアに精通しているでしょう。 しかし、表面では導電性があり、内部では絶縁性がある材料を何と呼びますか？ 物理学者はこれを「トポロジカル絶縁体」（TI）と呼んでいます。これは、その奇妙な伝導挙動の幾何学的側面を強調する用語です。 TIよりもさらに奇妙なのは、「トポロジカル半金属」（TSM）です。これは、金属（導体）と絶縁体の境界にまたがる奇妙な材料です。

TIは、特に高度なオプトエレクトロニクスデバイスにおいて、その異常な特性のおかげで実用的なアプリケーションを見つけましたが、TSMは依然として材料科学者の間で主に好奇心を持っています。 「TIでは、表面伝導状態をバルク絶縁状態から分離できますが、ディラックやワイル半金属などの一般的なTSMでは、バルク状態と表面状態が「ワイルノード」と呼ばれる点で接触し、それらの間の相互作用につながります。トポロジカル物質を研究している東京工業大学の内田正樹准教授は説明します。

理論的予測によれば、このような相互作用の興味深い結果は、TSMの反対側の表面上の磁場の下で、新しい2D量子輸送につながる可能性のある電子「ワイル軌道」の結合ペアの形成です。 ただし、Weyl軌道の実験的検証は、これまでのところ、一意の署名がないように見えるため、困難なままです。 さて、内田博士が率いる日本の科学者チームによる新しい研究は、それをすべて変えるかもしれません。

に掲載されました ネイチャー·コミュニケーションズ、研究はワイル軌道のユニークな空間分布に焦点を当てています。 具体的には、科学者は、（Cd75-xZnx）1の厚さ3 nmのフィルムを含むTSMサンプルの上面と下面に印加された電圧の影響下で、ワイル軌道の「量子ホール」（QH）状態のマッピングを実行しました。 As2。 「ワイル軌道をTIのような軌道と区別するための重要な観察結果は、デュアルゲートデバイス構成で適用された電界に対する表面輸送の応答です」と内田博士は言います。

科学者たちは、3K（？270°C）の温度でゼロゲート電圧での膜抵抗の磁場依存性を研究することから始め、膜がワイル軌道を形成するのに十分な厚さであることを確認しました。 当初、電子密度が高いため、バルク輸送が伝導を支配していました。 しかし、科学者がゲート電圧を印加することによって電子を使い果たすにつれて、表面輸送とそのQH状態への進化がより顕著になりました。

次に、科学者は、強い磁場の存在下でこれらのQH状態に対するゲート電圧スキャンの影響を研究し、電子密度の変調によるマップされた状態の特異な縞模様を観察しました。これは、結合されたワイル軌道ペアの存在を示唆しています。 ！！

研究チームはこの発見にわくわくしています。 興奮した内田博士は、「量子輸送におけるワイル軌道のユニークな分布の役割を明らかにする私たちの研究は、TSMのさまざまなエキゾチックな表面輸送現象を見つけ、外部フィールドとインターフェースエンジニアリングを介してそれらを制御するための扉を開くことができます」と結論付けています。

これらの新しい量子現象の探求が始まっており、新しくてエキサイティングな発見が間近に迫っています！

###

コインスマート。 BesteBitcoin-ヨーロッパのBörse
出典：https：//bioengineer.org/unusual-semimetal-shows-evidence-of-unique-surface-conduction-states/