冈山大学

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发现基于世界最强磁场的强相关绝缘体的金属化

July 17, 2020

东京大学
冈山大学


◆发表要点
·发现添加钨(W)的二氧化钒(VO2)在磁场中由强相关绝缘体变成金属。
·证明了通过使用世界最强级别的磁场时,强相关电子的绝缘性可以通过自旋来控制。
·这一发现有望为使用强相关电子的量子功能器件开发研究带来新的发展。

 东京大学物性研究所的松田康弘副教授等与冈山大学异领域基础科学研究所的村冈佑治副教授等合作,发现添加了少量钨(W)的二氧化钒(VO2:W6%)在世界最强级别的磁场500特斯拉中从绝缘体变成金属。因VO2从低温的绝缘体状态在约67℃时向金属转移,是被期待应用于开关和传感器的功能性材料之一。但是,由于强烈的电子相关性,其绝缘体金属转移机制在发现60多年后的现在还没有完全理解。
 这次,我们发现了自旋在绝缘体金属转移中发挥本质作用的直接证据,明确了相转移机构的主要原因是钒原子间的分子轨道形成。这是对今后有望实现自旋控制开关元件等室温动作的量子功能装置的开发做出巨大贡献的成果。
 本成果于7月17日在Nature Communications上刊登。


■论文信息
论文名:Magnetic-field-induced insulator–metal transition in W-doped VO2 at 500Y
刊登:Nature Communications
作者:Yasuhiro H. Matsuda*, Daisuke Nakamura, Akihiko Ikeda, Shojiro Takeyama, Yuki Suga, Hayato Nakahara, and Yuji Muraoka
D O I:10.1038/s41467-020-17416-w

<关于详细的研究内容>
发现基于世界最强磁场的强相关绝缘体的金属化


<咨询>
冈山大学异领域基础科学研究所
副教授 村冈佑治
TEL: 086-251-7898

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