東京大学物性研究所の松田拓也元特任研究員（現：大阪大学）と松永隆佑准教授は、理学系研究科の中辻知教授及び低温科学研究センターの島野亮教授らのグループ、物性研究所の近藤猛准教授及び吉信淳教授らのグループ、東北大学の是常隆教授のグループと協力し、強相関ワイル金属として知られるマンガン化合物に強い光を照射して極端非平衡状態を作ることで、平衡状態とは質的に異なる伝導特性が現れることを発見しました。
固体中の電子同士の相関によって現れる非自明な多体効果を調べることは物性物理学における中心的な研究テーマです。一方、近年では多体効果なしでも電子のトポロジカルな性質に由来して非自明な応答が現れる物質が相次いで発見され、大きく注目されています。こうしたトポロジカル物質における多体効果の影響を調べることは非常に重要な課題ですが、多くの場合は実験結果の解釈が難しく、未だに分からないことが多いのが現状です。
マンガンとスズの合金であるMn3Snは、磁気秩序に由来して有効質量ゼロの「磁性ワイル粒子」が現れることが初めて実験で示されたトポロジカル物質の代表例です（図1a）。さらに磁化を持たないにも関わらず巨大な異常ホール効果を示すことから、次世代のスピントロニクス材料としても期待されています。一方で、その電子状態は多くの謎に包まれています。電子相関が強く働くことが角度分解光電子分光の研究等から明らかにされており、電流を担うキャリアの有効質量は自由電子の10倍以上にものぼるほか、移動度も極めて低いという、いわゆるバッドメタルであることが知られています。そのためワイル粒子としての電子の伝導特性を直接観測することは容易ではありません。しかしこれまでのMn3Snのほとんどの研究では磁気秩序とトポロジカルな性質の報告が主であり、電子相関とトポロジーが絡み合った新しい現象の発見が待たれていました。
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