前回に引き続き、2019年度の9号目のネイチャーのハイライトより。
物性物理学：「弱い」トポロジカル絶縁体
Nature 566, 7745
2019年2月28日
現在、物質のさまざまなトポロジカル特性の分類と実験的検証が試みられており、そのよく知られている例がワイル半金属とトポロジカル絶縁体である。三次元トポロジカル絶縁体は、表面状態の性質によって「弱い」トポロジカル絶縁体か「強い」トポロジカル絶縁体に分類できる。今回、近藤猛（東京大学）たちは、角度分解光電子分光法を用いて、ビスマスヨウ化物β-Bi_4I_4の異なる結晶表面（上面と側面）において表面状態の特性を評価している。そして、こうした結晶表面に依存する測定結果から、これまで理論的にしか予測されていなかった「弱い」トポロジカル絶縁体状態の実験的証拠が得られた。このトポロジカル相は、量子スピンホール絶縁体の三次元版と見なすことができ、将来、スピントロニクス技術に応用できる可能性がある。
Letter p.518
本論文においては、日本語版本誌では、「物性物理学：擬一次元ビスマスヨウ化物における「弱い」トポロジカル絶縁体状態」と題されています。
フルテキストを直訳しますと・・・
準一次元ヨウ化ビスマスにおける弱いトポロジカル絶縁体状態
となり、Abstractを直訳しますと・・・
過去10年間のトポロジカル材料の理解における主要なブレークスルーは、内部で絶縁性であるが表面での電子の流れを可能にするタイプの材料であるZ_2タイプのトポロジカル絶縁体の発見によって引き起こされました。 3次元では、トポロジカル絶縁体は「強い」または「弱い」[1,2]のいずれかに分類され、強力なトポロジカル絶縁体の実験的確認は理論的予測に迅速に追随しました[3,4,5]。対照的に、トポロジカルな表面状態は特定の側面でのみ現れるため、これまでのところ、弱いトポロジカル絶縁体（WTI）は実験的検証を逃れてきました。これは通常、実際の3次元結晶では検出できません[6,7,8,9,10]。ここでは、ヨウ化ビスマス、β-Bi_4I_4のWTI状態の実験的証拠を提供します。特に、この結晶は、ファンデルワールス力を介して積み重ねられた自然に切断可能な上面と側面を持っています。これは、WTI状態の実験的な実現に長く望まれていました[11,12]。この状態の決定的なシグニチャとして、側面（（100）平面）に準1次元のディラックトポロジカル表面状態が見つかりますが、上面（（001）平面）はトポロジカルに暗く、トポロジカルな表面状態。また、β相からα相への結晶転移が、ほぼ室温で非自明なWTIから通常の絶縁体へのトポロジカル相転移を引き起こすこともわかりました。弱いトポロジカルフェーズ-量子スピンホール絶縁体が3次元的に積層されていると見なされます[13,14]-は、後方散乱から保護された高指向性の高密度スピン電流の恩恵を受ける技術の基盤を築きます。
となります。
フルテキストは下記です。詳細が必要な方はご購入をお願いいたします。
Full Text：Letter p.518
A weak topological insulator state in quasi-one-dimensional bismuth iodide
Data availabilityによりますと・・・
この研究の発見を裏付けるデータは、合理的な要請に応じて、対応する著者から入手できます。
究極に溜まりに溜まったネイチャー。次回は、「心血管生物学：IDO1が一重項酸素分子を介して血管の弛緩を調節する」をとりあげます。
※本日は、停電に通院と寝込みで、巡回等が大変遅れており、本当に申し訳ございません。あとが詰まっていますので、取り急ぎ取り上げさせていただきました。
