強い電子間相互作用により、トポロジカル状態のオン・オフが可能になった Strong electron interactions allow topological state to be switched on and off
2022-10-11 ライス大学
トポロジカル状態は極めて安定で、量子デコヒーレンスによって消去されたり失われたりすることのない不変の特徴を持つため、材料研究や量子コンピューティングにおいて重要な役割を担っている。
『Nature Communications』で研究者は、磁場を用いて強相関金属中のトポロジカル状態を活性・非活性化する方法について述べている。
今回の研究で、ビュラー・パッシェン教授のチームは、小さな不純物や外乱では材料のトポロジカル特性が劇的に変化しないが、実験室規模の外部磁場をかけると変化することを見いだした。
＜関連情報＞
- https://news.rice.edu/news/2022/physicists-use-electron-correlations-control-topological-materials
- https://www.nature.com/articles/s41467-022-33369-8
強相関電子系における電子トポロジーの制御 Control of electronic topology in a strongly correlated electron system
Sami Dzsaber,Diego A. Zocco,Alix McCollam,Franziska Weickert,Ross McDonald,Mathieu Taupin,Gaku Eguchi,Xinlin Yan,Andrey Prokofiev,Lucas M. K. Tang,Bryan Vlaar,Laurel E. Winter,Marcelo Jaime,Qimiao Si & Silke Paschen
Nature Communications Published:29 September 2022
DO:Ihttps://doi.org/10.1038/s41467-022-33369-8
Abstract
It is becoming increasingly clear that breakthrough in quantum applications necessitates materials innovation. In high demand are conductors with robust topological states that can be manipulated at will. This is what we demonstrate in the present work. We discover that the pronounced topological response of a strongly correlated “Weyl-Kondo” semimetal can be genuinely manipulated—and ultimately fully suppressed—by magnetic fields. We understand this behavior as a Zeeman-driven motion of Weyl nodes in momentum space, up to the point where the nodes meet and annihilate in a topological quantum phase transition. The topologically trivial but correlated background remains unaffected across this transition, as is shown by our investigations up to much larger fields. Our work lays the ground for systematic explorations of electronic topology, and boosts the prospect for topological quantum devices.
