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ワイル粒子による特異な非局所量子性を観測東京工業大学,東京大学,理化学研究所

 東京工業大学,東京大学,理化学研究所の研究グループは,トポロジカル半金属と呼ばれるトポロジカル物質において,空間的に離れた表面と裏面の電子状態が結合し,量子化された3次元軌道運動として量子ホール効果を示すことを実証した。
 同グループは,独自の成膜技術で作製した高品質なトポロジカル半金属薄膜をもとにデュアルゲート型の電界効果トランジスターデバイスを作製し,量子ホール効果を観測することに成功したと発表した。系統的な電気抵抗測定により,3次元系における量子ホール効果の観測の背景には,空間的に離れた表面電子状態がワイル粒子によってつながったワイル軌道が存在することを実証した。
 今回の結果は,空間的に離れた表面状態がワイル粒子によって結合し,エネルギーを散逸しない形で電子の行き来が可能になることを示している。この特異な非局所性をもつ3次元量子化伝導は,新たな超低消費電力エレクトロニクスの応用アイデアにつながることが期待される。

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