ISSP - The institute for Solid State Physics

Organization
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長田研究室
准教授
長田 俊人
助教
田縁 俊光
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量子伝導物性。トポロジカル物質、低次元物質、ナノ構造に現れる新しい電子状態や量子伝導現象の探索・解明・制御を行う。グラフェンなどの原子層物質やそのファンデルワールス複合積層系、トポロジカル絶縁体・半金属、低次元有機導体、半導体・超伝導体の人工ナノ構造を対象として、低温・強磁場下での電気伝導が示すトポロジカル効果や量子効果を研究する。原子層積層構造の作製と素子形成、2軸全磁場方位依存性の精密計測、40T級小型パルス磁石による強磁場計測などを主な実験手段とする。最近はグラフェン接合系や黒リン超薄膜の量子伝導、有機導体α-(BEDT-TTF)2I3におけるトポロジカル電子相、超薄膜グラファイトの磁場誘起電子相転移に関する研究を重点的に行っている。

有機ディラック半金属α-(BEDT-TTF)2I3において、有限のスピン軌道相互作用によりギャップが生じたバルクのバンド構造。対称点における波動関数のパリティが示されている。パリティの積は-1で、系がトポロジカル絶縁体であることを示す。挿入図は1次元鎖に平行な試料端をもつ有限系のエネルギー準位。バルクのギャップ内にヘリカルエッジ状態が現れる。
六方晶窒化ホウ素(h-BN)超薄膜で挟んで保護した黒リン超薄膜の電界効果トランジスタ(FET)素子の幾つかのゲート電圧における磁気抵抗。負のゲート電圧では単一の2次元正孔系のシュブニコフ・ドハース効果が見られるが、高い正のゲート電圧では2つの2次元電子系の存在を示す振動が現れる。挿入図は素子の光学顕微鏡写真。

研究テーマ

  1. 有機ディラック半金属のトポロジカル物性
  2. 原子層物質およびファンデルワールス積層系の電子構造と量子伝導
  3. 層状トポロジカル物質の量子伝導現象
  4. 層状物質の角度依存磁気伝導と層間コヒーレンス
  5. 薄膜グラファイトの磁場誘起電子相転移