東京工業大学理学院物理学系の打田正輝准教授の研究グループは、東京大学大学院工学系研究科の川﨑雅司教授の研究グループ、理化学研究所創発物性科学研究センターの田口康二郎グループディレクターの研究グループと共同で、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（おもて）面と裏面の電子状態が結合し、量子化された三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ました。
打田正輝准教授らは、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ました。系統的な電気抵抗測定により、三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ました。
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ます。この特異な非局所性を持つ三次元量子化伝導は、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ます。
報道担当
理化学研究所 広報室 報道担当
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