絶縁体単層膜における未知の波紋の可視化に成功

京都大学 大学院理学研究科の幸坂 祐生 教授、芥川 聖 修士課程学生（２０２３年３月卒業）、大間知 秀祐 修士課程学生（２０２４年３月卒業）、岩道 悠希 修士課程学生、小野 孝浩 修士課程学生（２０２２年３月卒業）、田中 伊蕗 修士課程学生（２０２３年３月卒業）、立石 将太郎 修士課程学生（２０２４年３月卒業）、村山 陽奈子 博士後期課程学生（２０２２年３月卒業、現 九州大学 助教）、末次 祥大 助教、寺嶋 孝仁 教授（現 研究員）、浅場 智也 特定准教授、笠原 裕一 准教授（現 九州大学 教授）、松田 祐司 教授、東京大学 大学院新領域創成科学研究科の橋本 顕一郎 准教授、芝内 孝禎 教授、大阪大学 大学院基礎工学研究科の高橋 雅大 博士後期課程学生、ニコラエフ・セルゲイ 特任助教（常勤）、水島 健 准教授、藤本 聡 教授らの研究グループは、キタエフ量子スピン液体の有力候補物質として知られる三塩化ルテニウム（α－ＲｕＣｌ_３）において、これまでにない新たな量子干渉模様を発見しました。

キタエフ量子スピン液体は、配置されたスピンが複雑に絡み合った量子もつれと呼ばれる状態を持っています。この状態は、量子コンピューターへの応用の可能性があるため、科学者たちの注目を集めています。しかし、量子スピン液体状態を実験的に検出することは極めて難しく、現在も世界中で活発に探索が進められています。今回、α－ＲｕＣｌ_３単層膜で初めて発見されたこの干渉模様は、α－ＲｕＣｌ_３に存在する特徴的な量子状態を反映しており、キタエフ量子スピン液体の手がかりとなる可能性を秘めています。

本研究成果は、２０２４年１０月２５日（現地時間）に米国物理学会が発行する科学雑誌「Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｒｅｖｉｅｗ Ｘ」にオンライン掲載されました。