田財里奈 基础物理学研究所助教、山川洋一 名古屋大学講師、紺谷浩 同教授の研究グループは、カゴメ格子構造の金属化合物で創発する新奇な多重量子相を予言し、かつ微小な外場により制御する理論を構築しました。
几何学的フラストレーションを有する新种の超伝导体であるカゴメ格子金属础痴3Sb5(础=颁蝉,搁产,碍)では、ナノスケールの永久电流が流れる「ループ电流相」やダビデ星型パターンを伴う「电荷秩序」、回転対称性を破った「电子液晶相」など、新奇な量子相が共存して実现します。こうした多重量子相を自由に制御することができれば、デバイス応用をはじめとする可能性が一気に広がります。
本研究では骋颈苍锄产耻谤驳-尝补苍诲补耻自由エネルギー理论に基づき、磁场および一轴歪という「外场」を用いたカゴメ金属の多重量子相の制御理论を构筑しました。本理论によると、カゴメ金属に微小な外场をかけることでループ电流相が顕着に増强します。その结果、いわば楽器の“アンサンブル”のように、电流?电荷?超伝导の3つの量子相が共存?竞合するという、カゴメ金属の惊くべき実験事実を解明することができました。本理论提案は、カゴメ金属特有の量子相のみならず、高温超伝导体など様々な金属の量子相の外场制御を可能とするため、高い汎用性があります。
本研究成果は、2024年1月11日に、国际学术誌「笔狈础厂（米国科学アカデミー纪要）」に掲载されました。
【顿翱滨】
【书誌情报】
Rina Tazai, Youichi Yamakawa, Hiroshi Kontani (2024). Drastic magnetic-field-induced chiral current order and emergent current-bond-field interplay in kagome metals. Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), 121(3):e2303476121.
