Letter 物理：調整可能なハニカム格子にフェルミ気体によりディラック点を生成、移動、融合させる 2012年3月15日 Nature 483, 7389 doi: 10.1038/nature10871 ディラック点は、グラフェンにおける質量がゼロの電子からトポロジカル絶縁体における導電性エッジ状態の出現に至るまで、凝縮系物理学における多くの現象に重要である。ディラック点では、2個のエネルギーバンドが線形に交差し、電子は相対論的ディラックフェルミオンとして振る舞う。固体では、物質の剛性構造によって電子の質量と速度、またそれらの相互作用が決まる。凝縮物質での現象を調べるための、また別の高度に柔軟性がある方法は、干渉するレーザービームの周期ポテンシャル中に捕獲した極低温原子を使ってモデル系を生成するというものである。本論文では、調整可能なハニカム光格子中で、調節可能な性質を持つディラック点を生成したことを報告する。運動量分解したバンド間遷移を使って、ブリルアン帯内部の2個のディラック点位置に最小バンドギャップが観測された。我々の格子ポテンシャルの調整可能という特異な性質を用いて、反転対称性を破ることにより、ディラックフェルミオンの有効質量を調節した。さらに、格子異方性を変化させると、ブリルアン帯内部のディラック点の位置を変えることが可能となった。この異方性が、ある臨界極限を越えると、2個のディラック点は融合し、互いに消滅する。これは最近、理論面で大いに関心を呼んでいた状況であるが、固体でそれを観測するのはきわめて困難である。このトポロジー転移を格子パラメーター空間にマッピングした結果は、ab initio計算と非常によく一致した。我々の結果は、バンド構造のトポロジーが重要となるモデル物質への道を開くと共に、複雑な格子構造と相互作用との間の相互関係から生じる多体相を調べる手段も得られる。 Full Text PDF 目次へ戻る
