プレスリリース・研究成果

東京大学物性研究所の楊卓（ツォウ・ヤン）特任研究員と小濱芳允准教授、フランス原子力庁（CEA）のChristophe Marcenat（クリストフ・マーセナー）教授、コーネル大学のDebanjan Chowdhury（デバンジャン・チョードゥリー）准教授らを中心とした研究グループは、茨城大学の伊賀文俊教授の育成した純良単結晶を用い、東北大学、ネール研究所、フランス国立強磁場研究所との共同研究により、近藤絶縁体であるYbB₁₂の磁場下の比熱が、9 T（テスラ）以上の磁場領域において連続する二重ピーク構造を有することを発見しました。

発見された二重ピーク構造は、温度に比例してピーク位置が広がる振る舞いを示すなど、グラファイトで観測されるピーク構造と高い類似性を示していました。グラファイトの二重ピーク構造は、電荷を運ぶフェルミ粒子である電子の円運動に伴う量子化現象であると証明されています（関連情報）。このことから、自由に動く電子が存在しない絶縁体YbB₁₂において、類似の量子化現象を観測したことは、YbB₁₂中に電子と似た性質を有するが電荷を持たない中性のフェルミ粒子が存在することを示しています。

今回観測された電荷中性のフェルミ粒子は、絶縁体での量子振動現象の起源と目されており、今後、絶縁体における中性フェルミ粒子の理解が飛躍的に進むことが期待されます。

本成果は英国科学誌の Nature Communications において、2024 年 9 月 12 日にオンライン掲載されました。

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