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【本学研究者情报】

〇材料科学高等研究所/先端スピントロニクス研究开発センター　教授　水上成美

【発表のポイント】

• 典型的な磁性体から発生するテラヘルツ波^（注1）よりも、约4倍高强度のテラヘルツ波発生を観测しました。
• ワイル磁性体^（注2）に特有のトポロジカル物质^（注3）の电子构造に由来する巨大异常ホール効果^（注4）に起因することを明らかにしました。
• ワイル磁性体における光とスピンの织りなす物性の理解を前进させると同时に、新しい机能性を见出した成果です。

【概要】

现在、トポロジカルな电子构造を有する物质（トポロジカル物质）の基础的研究が世界各国で精力的に行われています。トポロジカル物质の一つであるワイル磁性体は、巨大な异常ホール効果等を発生することが明らかとなり、国内外の大学や研究机関、公司で产业応用へ向けた材料开発の取り组みがすでに进んでいます。

东北大学材料科学高等研究所（WPI-AIMR）のマンダル ルマ（Ruma Mandal）助教（研究当時）ならびに同大学大学院工学研究科応用物理学専攻の門馬廉大学院生（研究当時）は、WPI-AIMRの水上成美教授らと共同で、代表的なワイル磁性体であるコバルト?マンガン?ガリウムホイスラー合金^（注5）から発生する光诱起テラヘルツ波を観测し、典型的な磁性体からの発生と比べて强度が约4倍高いことを确认しました。

本研究では、ワイル磁性体であるコバルト?マンガン?ガリウムホイスラー合金の単结晶薄膜试料を様々な条件で作製し研究を进めた结果、ワイル磁性体に特有のトポロジカルな电子构造に由来する巨大异常ホール効果が、光诱起テラヘルツ波を増强していることが明らかになりました。ワイル磁性体における光とスピンの织りなす物性の理解を深めるとともに、新しい机能性を见出した成果と言えます。

これまでに开発されたスピン励起のテラヘルツエミッタ（発生器）に比べて発生するテラヘルツ波の强度はまだ低いですが、构造が単纯で白金など高価な重金属は不要になります。これらの特长を生かし、今回の技术が次世代の検査技术やバイオ?医疗など、様々な产业分野で用いられることも期待できます。

本研究は2024年6月7日に材料科学分野の学術誌NPG Asia Materialsのオンライン版に掲載されました。

【用语解説】

注1．テラヘルツ波
周波数が、电波と光の中间、おおよそ0.3～30テラヘルツ(罢贬锄)の电磁波。非破壊検査や、バイオ?医疗応用、また第6世代移动通信システム（6骋）といった情报通信技术の研究开発が进んでいる。

注2．ワイル磁性体
电子のバンド构造で质量ゼロとなる一対の点（ワイル点）を有する磁性体。ワイル点がない典型的な磁性体に比べて巨大な磁気输送効果や磁気光学効果を発现する。

注3. トポロジカル物質
物性の多くは物质中の电子构造によって决定されるが、その电子构造に従来みられない际立ったトポロジー（几何学的性质）を有する物质群をトポロジカル物质とよぶ。

注4. 異常ホール効果
强磁性体において発现する、磁性体の有する磁気によって発生するホール効果。ワイル磁性体においては、强磁性体でなくとも异常ホール効果が発现する。

注5. ホイスラー合金
化学式齿₂驰窜で表される元素组成を持つ合金や金属间化合物。齿と驰は迁移金属元素、窜は典型元素からなる。ホイスラー型とよばれる立方晶の结晶构造を有し、元素の组み合わせで様々な机能性を示す。

详细（プレスリリース本文）

问い合わせ先

（研究に関すること）
东北大学材料科学高等研究所 (WPI-AIMR)
教授　水上成美
TEL: 022-217-6003
贰尘补颈濒：蝉丑颈驳别尘颈.尘颈锄耻办补尘颈.补7*迟辞丑辞办耻.补肠.箩辫（*を蔼に置き换えてください）

（报道に関すること）
东北大学材料科学高等研究所 (WPI-AIMR)
広报戦略室
TEL: 022-217-6146
贰尘补颈濒：补颈尘谤-辞耻迟谤别补肠丑*驳谤辫.迟辞丑辞办耻.补肠.箩辫（*を蔼に置き换えてください）