新しい絶縁体 「トポロジカル絶縁体」 を発見?観測? 中国新聞が滅茶苦茶

広島大大学院理学研究科の木村昭夫准教授たちの研究チームが、超低消費電力の次世代型スーパーコンピューターなどの材料として期待されている新しい「トポロジカル絶縁体」を世界で初めて発見した。堺市で24日に開かれる日本物理学会で発表する。

トポロジカル絶縁体


電流をまったく通さない従来の絶縁体と異なり、トポロジカル絶縁体の表面では、電子が超高速移動してエネルギー損失なしで電流が生じる特徴を持つ。2007年に米国で理論が発表され、いくつかの結晶が候補に挙がっていたが、理論に近い形で電子の状態が観測されたのは初めて。

研究チームは、木村准教授と同大大学院生の黒田健太さん、呉高専の植田義文教授、広島大放射光科学研究センターの島田賢也教授が中心。世界最高水準の精度を持つ同センターの実験装置などでタリウム、ビスマス、セレナイドの3元素を組み合わせた合金を観測し、トポロジカル絶縁体の特徴を持つ物質であることを発見した。

木村准教授は「世界に先駆けて理想的な物質を発見できた」と強調。植田教授も「電子のスピンを活用した次世代の量子コンピューターの開発に弾みがつくのでは」としている。

引用元:中国新聞


3 :名無しのひみつ:2010/09/22(水) 21:44:12 ID:q2gdDJYq
電流を流す絶縁体ってことかな?


6 :名無しのひみつ:2010/09/22(水) 21:54:15 ID:pFdwcbJf
> タリウム、ビスマス、セレナイドの3元素を組み合わせた合金
こういった、混ぜ混ぜした物質の物性研究って運まかせなの?

11 :名無しのひみつ:2010/09/22(水) 22:02:56 ID:QA8uDxv/
>>6
理論任せで、すぐ発見できる物理現象で論文書いても通るわけ無いだろ?
「林檎が木から落ちました。ニュートンの言う通り」みたいな研究しても誰も評価しない。

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「超幸運に新しい現象を発見しますた!」って論文じゃないと。

17 :名無しのひみつ:2010/09/22(水) 22:27:27 ID:cMTleaBo
>>11
逆だよ。理論に裏付けられていないと、実験失敗を疑われてなかなか一流紙に載りにくい。
追加実験などを要求されるか難癖がつく。



13 :名無しのひみつ:2010/09/22(水) 22:13:14 ID:d0WTjzAv
タリウムは使いにくいな、猛毒だし。


20 :名無しのひみつ:2010/09/22(水) 23:12:46 ID:qYSXYMoT
え、絶縁体なのに超伝導って事?


22 :名無しのひみつ:2010/09/22(水) 23:17:47 ID:gIMtInly
セレナイド?セレン化物だよね。
「タリウム、ビスマス、セレンの3元素を」なら分かるけど。


23 :名無しのひみつ:2010/09/22(水) 23:23:07 ID:abqfq0U5
広島大、トポロジカル絶縁体の電子の振る舞いを観測 日刊工業新聞
こっちの記事と微妙に違うな。

トポロジカル絶縁体を初めて発見した、じゃなくて
トポロジカル絶縁体の電子の詳細な振る舞いを初めて観測した、になってる。

26 :名無しのひみつ:2010/09/22(水) 23:48:36 ID:RErKfnga
>>23の記事では、
電子回転の向きが伝播していくのであって、電子は移動しないみたいなことが書いてあるぞ。

31 :名無しのひみつ:2010/09/23(木) 00:18:38 ID:7degEG/r
>>23の説明の方が正しいな。
「電子が超高速移動してエネルギー損失なしで電流が生じる」という説明だと、まるで超伝導みたいだ。

あと「トポロジカル絶縁体じゃないか?」と言われていた物質は、以前からいくつかあった。
この研究はそれを初めて確認したということであって、「初めて発見した」のとは微妙に異なる。

49 :名無しのひみつ:2010/09/23(木) 07:41:23 ID:tOzAomVm
>>23の記事内
> 絶縁体の表面の電子は質量を持たず、スピン(電子の自転)をそろえて動き回る性質を持つ。

質量を持たない電子?それっておかしくない?

61 :名無しのひみつ:2010/09/23(木) 18:13:07 ID:yjajEbl5
>>49
バンド理論とかで言う換算質量が0ってことでは?

63 :名無しのひみつ:2010/09/23(木) 18:15:33 ID:tOzAomVm
>>61
マヨラナ粒子のことでした。何で電子って表現しちゃったんだろうね。



24 :名無しのひみつ:2010/09/22(水) 23:30:36 ID:nCJ9/WdX
どの辺がトポロジカルなの?
ホモロジーとかホモトピーとかは知ってるぞ。


29 :名無しのひみつ:2010/09/22(水) 23:56:34 ID:RErKfnga
トポロジカル絶縁体っていうのは思うに、ベンゼン環みたいに電子がくるくる回れる回路が、
無機質の中にみっちり充填されているもののような気がする。

ben3.gif


32 :名無しのひみつ:2010/09/23(木) 00:23:35 ID:cEm8GaxQ
電流を流すのか、流さないのかどっちなんだよ。


35 :名無しのひみつ:2010/09/23(木) 00:49:43 ID:yPkHkZfw
鍵は生産技術だろうな。どんなに性能のよい素子でも、
今の半導体以上に大量に集積できなければ、とって変わることはできない。


38 :名無しのひみつ:2010/09/23(木) 01:42:47 ID:x2dHde/e
金属、絶縁体、半導体、超伝導体に次ぐ全く新しい状態というとこまでは理解した。
何が違うのかは分からん。


42 :名無しのひみつ:2010/09/23(木) 04:46:57 ID:Lci9x0uB
なるほど、電流ではなく、電子の状態を伝えるだけか。
てっきりnm単位の電子回路の絶縁シールに役立つのかと。


50 :名無しのひみつ:2010/09/23(木) 07:52:04 ID:Fc7BZics
親戚との間に、絶縁体が挟まってて俺だけ何の連絡も来ない。
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52 :名無しのひみつ:2010/09/23(木) 13:24:51 ID:zATwun5p
表面だけが電流を流して、内部には侵入できないという絶縁体なんだろ?


54 :名無しのひみつ:2010/09/23(木) 14:09:41 ID:WQo6iQJj
リンク先のPDFに分かりやすい説明がある(p.5~p.7) ダウンロード

トポロジカル絶縁体での電子は、シリコン中のそれより高速に動くから速いデバイスを作れる・・・
らしいけど、電子のスピンが関係するなら磁気の影響があるのか?


59 :名無しのひみつ:2010/09/23(木) 16:55:40 ID:HhAMCFuc
広大の放射光施設って色々発見してるけど、どれもパッとしないよな。
スピンの測定関係は、掘れば掘るほど出てくるだろうけど実用化しそうにないからかな。

60 :名無しのひみつ:2010/09/23(木) 17:11:59 ID:SItXBbHM
>>59
Spring-8が危機に陥るお国柄だぜ? そんなもん気にしてられっかよ。
spring8lg_convert_20100924125904.jpg

62 :名無しのひみつ:2010/09/23(木) 18:14:50 ID:BXWWZrEP
>>60
でも危機に陥らないと、最大限有効利用する方法を実践しないお国柄でもある。
官僚も科学界もヌルくて国の為が第一との考えが浸透してないから。

71 :名無しのひみつ:2010/09/23(木) 22:36:30 ID:SItXBbHM
>>62
最大限利用って・・・24時間フル稼働してるんだけど。



65 :名無しのひみつ:2010/09/23(木) 18:56:53 ID:na3nb2Rq
スピン流って、情報伝達以外のエネルギーキャリアとしての使い道ってあるの?


67 :名無しのひみつ:2010/09/23(木) 20:49:25 ID:yr2v8Zhx
普通の電子は質量があるのに、光と同じ速度で伝わるのは何でだ?

68 :名無しのひみつ:2010/09/23(木) 20:52:42 ID:ajKz/diD
>>67
電子の速度はそんなに早くない、電波は光と同じ電磁波。

69 :名無しのひみつ:2010/09/23(木) 20:55:02 ID:na3nb2Rq
>>67
玉突きと思えばいい。
納得できなければ、空気の分子と音波の関係で考えるといい。

70 :名無しのひみつ:2010/09/23(木) 21:36:37 ID:yr2v8Zhx
>>68-69
ありがとう。電流は電子の移動だと思ってたけど違うんですね。
伝わるのは電界の変化なのでしょうか。

http://www.ne.jp/asahi/shiga/home/MyRoom/velocity.htm
このページの説明はあってるのかな。

72 :名無しのひみつ:2010/09/24(金) 00:05:24 ID:AasQ4vlZ
>>70
だから「玉突き」だよ。電界の変化は電子の移動によって引き起こされる。その影響が到達することだけを取り出すともっと早いように見える。

例えば、もの凄く長い紐を(ピンピンに張ったうえで)ゆっくり動かして何かを引っ張ったとする。紐を引いた端から影響が伝わって逆の先端で作用するのは、光の速度かと思うほど一瞬で行われる。

このとき、紐を引っ張る速度に比べ、紐を引いてから作用が起きるまでの時間÷紐の長さで計算される速度はとても速い。この後者の速度を「電流の伝わる速さ」というように言っているわけ。電流の伝播も、紐を引っ張る力の伝播も、光速は超えない。

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コメント

名無しのお兄ちゃん

府立メタトポロジー大学付属女子高校と言われて何人がわかるのだろう。

名無し隊員さん

最初のコメがメタ女とか訓練されすぎだろう…

中の人◆OZ3bFThwrE

オクで買った訳ありみかんが、超早摘みみかんだった

::(ヽ'ω`):  レモン並にすっぺぇ・・・

名無し隊員さん

ちなみに、紐を引っ張った時の情報(影響)の伝わる速度は音速な。
その紐の内部の音速。

名無し隊員さん

>>21126
江戸に海上輸送すれば着く頃には食べ頃になるよ!
…後の紀伊国屋科学乳巣衛門である。

名無し隊員さん

トポロジカルと聞いて真っ先にGNドライブを思い出したおれは
ただのお調子者だということか…

名無し隊員さん

中の人さんいつもお疲れ様です
レンジにかけるか揉むと甘くなりますよ!

名無し隊員さん

誰か何が起きたのか3行でまとめてくれw

名無し隊員さん



名無し隊員さん



名無し隊員さん

21129
俺もだ。

名無し隊員さん

ただでさえ理系わかる人間が新聞界には一握りしかいないのに地方新聞だと絶望的だろうな
これからの時代科学教育を捨てた国に未来はない

名無し隊員さん

21139
ネットの無い時代より、こうやって中国新聞の記者を
アホ呼ばわりできるだけ前進したさ。

名無し隊員さん

これって昔に
Pt電極につなげた絶縁体で電子スピンを伝播させることによって信号が送れる
みたいなこといってたやつが実証されたかもよーてこと?

名無し隊員さん

毎度毎度思うけど日本語版ウィキペディアの分かりにくさは異常。
英語版の丁寧さも異常。

やはり日本人の能力では超えられない壁が生じているということか。。orz

名無し隊員さん

>> 21142
そのスピン流の伝播現象は電子が移動せずに,磁性体の持つ局在スピンの向きだけが波のように伝わる"マグノン"によるもの. スピン起動相互作用が関係してくるのはPt電極での信号の送受信部分だけ.

今回のは,アップスピンを持つ電子とダウンスピンを持つ電子が互いに逆方向に同じだけ流れることで見かけ上の電流がゼロでスピン流が発生する現象で全く異なるもの.

質量がゼロになるってのは,グラフェンのディラックコーンと同じようなバンド構造になるってことで,エネルギーが電子の運動量(波数)の二乗ではなく一乗に比例する性質のことを言っている.

トポロジカルてのは,物質特有のバンド構造とそれによって発生するBerry位相に関連している事ってことぐらいしか知らない.
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