Emergent Weyl fermion excitations in TaP explored by Ta quadrupole resonance

Ta核四重極共鳴法によるTaPにおけるワイルフェルミオンの探索

安岡 弘志; 久保 徹郎*; 岸本 恭来*; Kasinathan, D.*; Schmidt, M.*; Yan, B.*; Zhang, Y.*; 籐 秀樹*; Felser, C.*; Mackenzie, A. P.*; Baenitz, M.*

Yasuoka, Hiroshi; Kubo, Tetsuro*; Kishimoto, Yasuki*; Kasinathan, D.*; Schmidt, M.*; Yan, B.*; Zhang, Y.*; To, Hideki*; Felser, C.*; Mackenzie, A. P.*; Baenitz, M.*

Ta四重極共鳴(NQR)法を用いてワイル半金属TaPの微視的磁気特性を調べた。核スピン=7/2のTa核におけるエネルギー準位の四極子分裂間の遷移に基づく3つのゼロ磁場NQR信号を見出した。四重極結合定数= 19.250MHz、および電場勾配の非対称パラメータ= 0.423は理論計算とよく一致する。磁気励起を調べるために、線(遷移)のスピン格子緩和率()の温度依存性を測定した。異なる緩和プロセスを有する2つの領域が存在することを見出した。*30K以上においては、温度に依存する軌道超微細結合とワイルノードによる磁気励起に起因する(の振る舞いが見出された。*の下では、緩和は、()=定数のKorringaプロセスによって主に支配されるが、我々の実験データを再現するためにはの依存性を含まなければならない。我々は、Ta-NQRがバルクワイルlフェルミオンとそれらの励起のための新規プローブであることを示す。

The Ta quadrupole resonance (NQR) technique has been utilized to investigate the microscopic magnetic properties of the Weyl semi-metal TaP. We found three zero-field NQR signals associated with the transition between the quadrupole split levels for Ta with =7/2 nuclear spin. A quadrupole coupling constant, = 19.250 MHz, and an asymmetric parameter of the electric field gradient, = 0.423 were extracted, in good agreement with the theoretical calculations. In order to examine the magnetic excitations, the temperature dependence of the spin lattice relaxation rate (1/) has been measured for the -line ( transition). We found that there exist two regimes with quite different relaxation processes. Above *K, a pronounced ( behavior was found which is attributed to the magnetic excitations at the Weyl nodes with temperature dependent orbital hyperfine coupling. Below *, the relaxation is mainly governed by Korringa process with (1/) = constant, while we have to include a type dependence in order to reproduce our experimental data. We show that Ta-NQR is a novel probe for the bulk Weyl fermions and their excitations.