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長田研究室

助教 田縁 俊光

研究テーマ

  • 有機ディラック電子系のトポロジカル物性
  • 2次元物質の電子構造と量子輸送現象
  • 層状伝導体の角度依存磁気伝導と層間コヒーレンス
  • グラファイトの磁場誘起電子相転移の超薄膜化による量子サイズ効果

本研究室では、原子層(二次元)物質、トポロジカル物質、人工ナノ構造を対象として、強磁場・低温・高圧環境下の輸送測定(直流・交流伝導、熱電効果等)の実験的研究を行うことにより、新しい電子状態や量子輸送現象、トポロジカル現象を探索・解明・制御することを目指している。主な実験手段は先端的微細加工・評価装置群を用いた原子層積層構造やナノ構造の素子形成(電子線リソグラフィー等)、超伝導磁石内の2軸全磁場方位依存性の精密計測、40 T級小型パルス磁石による強磁場計測などであり、簡単な理論的考察も並行して行う。近年は有機ディラック電子系やτ型有機導体におけるトポロジカル電子状態(量子ホール強磁性、チャーン絶縁相など)やトポロジカル輸送現象(非線形異常ホール効果など)、捩れ積層グラフェンや黒リン超薄膜の量子伝導、グラファイトの磁場誘起電子相転移に対する超薄膜化による量子サイズ効果に関する研究を行っている。

(a)電荷秩序ギャップのある有機ディラック電子系のバンドと伝導帯のベリー曲率。電流を流すと占有状態がフェルミ面からずれる。(b)非線形異常ホール効果。(c)ベリー曲率双極子の化学ポテンシャル依存性。
(a)スピン軌道相互作用のあるτ型有機導体ナノリボンのバンド構造。ギャップ内にヘリカルエッジ状態が現れる。(b)τ型有機導体の磁場中エネルギー準位。軌道効果によるスピン分裂が起こる。

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