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遷移金属ダイカルコゲナイドで電子状態の一般原理を発見
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遷移金属ダイカルコゲナイドで電子状態の一般原理を発見
理化学研究所、東京大学、東京工業大学、英国セント・アンドルーズ大学らの国際共同研究グループは、遷... 理化学研究所、東京大学、東京工業大学、英国セント・アンドルーズ大学らの国際共同研究グループは、遷移金属ダイカルコゲナイド(TMD)において、物質表面にスピンの向きがそろったトポロジカルな量子状態や、物質内部全体にグラフェンと同様な質量ゼロのディラック電子状態が発現する際の一般的な原理を発見した。 トポロジー(位相幾何学)の本質は、穴の数やねじれの数といった連続変形させても消えない特徴で分類すると、その分類に従った共通の性質が素材の寸法や形などによらずに現れるというもの。電子状態を決める波動関数にこれを当てはめることで、「トポロジカル絶縁体」などが理論的に提唱され、実験による検証が進んできた。しかし、戦略的にトポロジカル物質を創製するための一般化された方法論や明確な指針はこれまでなかった。 今回、国際共同研究グループは、量子力学の基本原理に基づいてTMDの電子状態を計算し、そこから一般原理を