大阪大学大学院生命機能研究科（理学研究科兼任）の大坪嘉之助教（当時。現職：量子科学技術研究開発機構主任研究員）、中村拓人助教、木村真一教授（兼：分子科学研究所教授）、Synchrotron SOLEIL（仏研究機関）のPatrick Le Fevre博士、Francois Bertran博士、茨城大学大学院理工学研究科（理学野）の伊賀文俊教授らの研究グループは、結晶表面の原子構造を制御することにより、トポロジカル表面の電子状態が、結晶内部（バルク）の状態から予測されるものとは全く異なる状態を作り出すことができることを世界で初めて明らかにしました。
これまで、TIの表面電子状態はバルクの電子状態の対称性によってのみ決まってしまっており、結晶表面が変わっても変化しないものと考えられてきました。今回、同研究グループは、TIの一種である六硼化サマリウム（SmB6）表面にバルクとは明らかに異なる対称性を持つ異方的な構造を結晶表面近くの数原子層だけ（表面超構造）に作製し、その電子状態を角度分解光電子分光(ARPES)により観測することで、表面電子状態がバルク結晶構造ではなく表面超構造の異方性を反映することを明らかにしました。これはTSSの制御手法として新たな方向性を提供する成果であり、トポロジカル表面電子状態を利用した低消費電力?高速な次世代素子、さらには量子コンピューターの情報伝達への応用が期待されます。
本研究成果は、2022年9月24日（土）5時（日本時間）に米国科学誌「Nature Communications」（オンライン）に掲載されました。