新型トポロジカル物質「ワイル半金属」を発見：高速に移動するワイル粒子の存在を実験で検証（2/2 ページ）

東北大学原子分子材料科学高等研究機構（AIMR）の相馬清吾准教授らによる研究グループは、新しいトポロジカル物質「ワイル半金属」を発見した。

[馬本隆綱，EE Times Japan]

フェルミ弧の電子状態がNb表面とP表面で全く異なる

　研究グループは、NbPの結晶構造に着目し、Nb表面とP表面の二つの異なる表面の電子状態を詳細に確認した。この研究から、ワイル半金属であることを示すフェルミ弧の電子状態が、Nb表面とP表面では全く異なる形状になっていることを明らかにした。さらに、2つのフェルミ弧を重ねたところ、その交点が固体中でワイル粒子の存在する位置に対応していることも分かった。これらの結果より、NbPは新型のワイル半金属であることが実験的に検証されたという。

角度分解光電子分光によって得られたNbPのNb表面とP表面のフェルミ弧電子状態の模式図 出典：東北大学他

　今回の研究成果により、実際の固体物質内にワイル粒子が存在することを示した。高い電気伝導／熱伝導性という特長を持つワイル粒子が発見されたことで、低消費電力の超高速電子デバイスの開発に弾みがつくとみられている。ワイル半金属は、磁場がなくてもホール電圧が発生する異常ホール効果や、磁場と同じ方向に電流が生ずるカイラル磁気異常など、様々な現象が理論的に予測されている。これらの実証研究も加速される見通しだ。