高絶縁性トポロジカル絶縁体Sn-BSTS における表面伝導のゲート制御

摘要

トポロジカル絶縁体は、絶縁的なバルクと金属伝導的な表面を持った物質である。トポロジカル絶縁体表面のキャリアは高い移動度を持っており、スピン縮退が完全に解けた線形バンド構造を持っている。こうした特徴のため、トポロジカル絶縁体表面は近年、電子・スピンデバイス研究の舞台として注目を集めている。我々は表面伝導の観測に適した高絶縁バルクを持ったトポロジカル絶縁体の単結晶開発・評価およびデバイス化を試みてきた（三澤ら、応物学会 2017 年秋）。デバイス等への応用へ向け、表面キャリア制御が次なる課題となるが、通常の2 次元電子系と異なり、トポロジカル絶縁体においては薄片であっても上下面がそれぞれ伝導を担うため、これらを同時に制御する必要があることが、これまでの研究から明らかになっていた。