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トポロジカルに護られた電気伝導特性の可視化に成功 -外乱に強い量子ホール状態の実証-

2020/02/06

次世代の情報処理デバイス材料として期待されているトポロジカル物質は、従来の物質よりも電子による情報伝達が不純物などに邪魔されにくいという特性を持っています。

東北大学大学院理学研究科の冨松透助教、橋本克之助教、平山祥郎教授らは、筑波大学数理物質系の野村晋太郎准教授と協力し、トポロジカルに護られた電子状態の一つである量子ホール状態を過剰電流で乱し走査ゲート顕微鏡観察を行うことで、その特殊な絶縁性領域を可視化することに成功しました。これにより、トポロジカルに護られたミクロスコピックな状態が、過剰電流といった外乱下でも保持されていることが実証されました。この研究成果は、トポロジカル普遍性が作り出すミクロスコピックな状態を探るための新しい手法を提供するもので、今後、様々なトポロジカル量子状態観察に応用が期待されることから、より外乱に強い情報処理デバイス材料の探索に貢献すると考えられます。

図 過剰電流を流しながら走査ゲート顕微鏡観察を行うことで、トポロジカル普遍性が作り出す特殊電子状態のイメージングに成功。直線状のパターンは量子ホール絶縁領域を示している。

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