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東工大など、グラフェン超える電子材発見-極性持つトポロジカル絶縁体

日刊工業新聞より。
東工大など、グラフェン超える電子材発見-極性持つトポロジカル絶縁体

東京工業大学応用セラミックス研究所笹川崇男准教授、英オックスフォード大学、米スタンフォード大学などの
研究チームは、次世代電子材料として期待される「グラフェン」を超える性質をもつ新しい種類の素材を
見つけたと発表しています。

 新たに発見したのは、内部が絶縁体で表面だけ電子が高速で動き回る「トポロジカル絶縁体」と
呼ばれる物質です。ビスマス、テルル、塩素が交互に積層した結晶構造をとっています。
titech_topological insulator_stracture
結晶の上面と下面の物質が異なるため表と裏が存在し、そのため層の上面と下面の両端に電荷の偏りができ、
磁石のNS極のような極性を持つことになります。
titech_topological insulator_asymmetry
従来のトポロジカル絶縁体は極性を持たないため、電子デバイスなどに応用するには表裏に異なる磁場を
印可するための構造が必要でしたが、今回の素材なら単純な構造でできるとしています。

titech_topological insulator_device

東京工業大学プレスリリース
グラフェンを超越する新電子機能物質を創製
-極性トポロジカル絶縁体を世界で初めて発見-
(pdf)


NaturePysics
Discovery of a single topological Dirac fermion in the strong inversion asymmetric compound BiTeCl

Y. L. Chen, M. Kanou, Z. K. Liu, H. J. Zhang, J. A. Sobota, D. Leuenberger,
S. K. Mo, B. Zhou, S-L. Yang, P. S. Kirchmann, D. H. Lu, R. G. Moore,
Z. Hussain, Z. X. Shen, X. L. Qi & T. Sasagawa
Nature Physics (2013) doi:10.1038/nphys2768 Received 24 February 2013
Accepted 15 August 2013 Published online 06 October 2013

ちなみに応用セラミックス研究所はノーベル賞候補とも言われる
細野秀雄教授(InGaZnO材料ベースのTFTを開発)も所属している機関です。
http://www.msl.titech.ac.jp/index.html

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 東京工業大学応用セラミックス研究所笹川崇男准教授、英オックスフォード大学、米スタンフォード大学などの研究チームは、次世代電子材料として期待される「グラフェン」を超える性質をもつ新しい種類の素材を見つけた。同様の性質を持つ物質を電子デバイスなどに応用するには
複雑な構造が必要だったが、今回の素材なら単純な構造でできる。
 新たに発見したのは、内部が絶縁体で表面だけ電子が高速で動き回る「トポロジカル絶縁体」と呼ばれる物質。ビスマス、テルル、塩素が交互に積層した結晶構造をとる。結晶の上面と下面の物質が異なるため表と裏が存在し、そのため層の上面と下面の両端に電荷の偏りができ、磁石のNS極のような極性を持つ。極性を持つトポロジカル絶縁体を見つけたのは今回が初めて。
 従来のトポロジカル絶縁体は極性がないため、スピンの流れや磁場が上下の面で打ち消し合ってしまい、磁場をかけるための余分な装置が必要だった。
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ナノエレクトロニクスにおける絶縁超薄膜技術―成膜技術と膜・界面の物性科学ナノエレクトロニクスにおける絶縁超薄膜技術―成膜技術と膜・界面の物性科学
(2012/07)


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