四元系ホイスラー合金CoMn(Al,Si)薄膜におけるスピン偏極ワイル分散とハーフメタル性の観測

Observation of spin-polarized Weyl cones and half-metallicity in the quaternary Heusler CoMn(Al,Si) thin films

角田 一樹   ; 鹿子木 将明*; 桜庭 裕弥*; 河野 嵩*; 後藤 一希*; 宮本 幸治*; 宝野 和博*; 奥田 太一*; 木村 昭夫*

Sumida, Kazuki; Kakoki, Masaaki*; Sakuraba, Yuya*; Kono, Takashi*; Goto, Kazuki*; Miyamoto, Koji*; Hono, Kazuhiro*; Okuda, Taichi*; Kimura, Akio*

CoMnSiに代表されるホイスラー合金は多数スピンのみが伝導に寄与するハーフメタル電子構造を有することが理論的に予測されている。一方、CoMnAlやCoMnGaはワイル磁性体であることが明らかとなり、通常の磁性体の数十倍の巨大異常ホール・ネルンスト効果が観測された。また最近、四元系ホイスラー合金CoMn(Al,Si)薄膜においても巨大異常ネルンスト効果が観測されている。CoMn(Al,Si)はCoMnSiとCoMnAlの混晶系であるため、ハーフメタル性と巨大熱電特性の同時発現の舞台としても大変興味深い。本研究では、四元系CoMn(Al,Si)薄膜に対してスピン・角度分解光電子分光を行い、スピン偏極した電子構造の実験的観測を行った。スピン分解測定を行うことで、X点周りの電子バンドが多数スピン成分によって構成されていることがわかり、CoMn(Al,Si)薄膜においてもハーフメタル電子構造を有することが明らかとなった。また、-K方向にはスピン偏極したワイル分散も観測され、CoMn(Al,Si)薄膜がハーフメタル電子構造を有するワイル磁性体であることが明らかとなった。

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