| Project Area | Physical Properties of Quantum Liquid Crystals |
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| Project/Area Number |
19H05822
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Science and Engineering
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
戸川 欣彦 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 教授 (00415241)
和達 大樹 兵庫県立大学, 理学研究科, 教授 (00579972)
小林 研介 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (10302803)
永崎 洋 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 首席研究員 (20242018)
大串 研也 東北大学, 理学研究科, 教授 (30455331)
花栗 哲郎 国立研究開発法人理化学研究所, 創発物性科学研究センター, チームリーダー (40251326)
求 幸年 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (40323274)
岡崎 浩三 東京大学, 物性研究所, 准教授 (40372528)
遠山 貴巳 東京理科大学, 先進工学部物理工学科, 教授 (70237056)
SHANNON Nic 沖縄科学技術大学院大学, 量子理論ユニット, 教授 (70751585)
木村 剛 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (80323525)
有田 亮太郎 国立研究開発法人理化学研究所, 創発物性科学研究センター, チームリーダー (80332592)
有馬 孝尚 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (90232066)
紺谷 浩 名古屋大学, 理学研究科, 教授 (90272533)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥231,530,000 (Direct Cost: ¥178,100,000、Indirect Cost: ¥53,430,000)
Fiscal Year 2023: ¥31,330,000 (Direct Cost: ¥24,100,000、Indirect Cost: ¥7,230,000)
Fiscal Year 2022: ¥51,090,000 (Direct Cost: ¥39,300,000、Indirect Cost: ¥11,790,000)
Fiscal Year 2021: ¥83,720,000 (Direct Cost: ¥64,400,000、Indirect Cost: ¥19,320,000)
Fiscal Year 2020: ¥15,990,000 (Direct Cost: ¥12,300,000、Indirect Cost: ¥3,690,000)
Fiscal Year 2019: ¥49,400,000 (Direct Cost: ¥38,000,000、Indirect Cost: ¥11,400,000)
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| Keywords | 対称性の破れ / ネマティック / 回転対称性 / 電子液晶 / スピン液晶 / 量子多体効果 / ソフトマター / 量子液体 / 電子ネマティック / 高温超伝導 / 自己組織化 |
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| Outline of Research at the Start |
本新学術領域研究では、現代の物性物理学の中核をなす磁性・金属絶縁体転移・超伝導のそれぞれの分野において独立に研究され始めている、液晶に類似した「スピン液晶」、「電荷液晶」、「電子対液晶」と言うべき新しい電子状態に着目し、これらを体系化した「量子液晶」の学理を構築する。相互関係の薄かった研究者間の有機的結合を促進するため、領域内外に開かれた共通設備を整備し、若手研究者の交換プログラム等を活用し、共同研究を企画する。若手育成および国際化には特に注力し、国際研究ネットワークを構築して「量子液晶」の概念を物質科学の学術領域として確立する。
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| Outline of Final Research Achievements |
In this project, we aimed to unify the study of electronic states resembling liquid crystals, which appear in correlated metals, spin systems, and superconductors, under the concept of Quantum Liquid Crystals (QLCs). Through collaboration among researchers studying different target materials, we achieved significant advancements in understanding the diversity and universality of QLCs. These advancements include the discovery of various novel QLCs, the development of theoretical guidelines to classify their diversity, and the verification of unconventional superconductivity caused by QLC fluctuations. We promoted researcher interaction and joint research by organizing annual meetings and international conferences, managing shared facilities, and supporting young researchers. Additionally, we engaged in public relations activities including video distribution and international activities including participation in the international supernetwork called Quantum Materials Accelnet.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
液晶状態は、液体の持つ流動性と固体の持つ異方性を合わせ持つ状態である。固体中の電子では、量子力学的なスピン自由度や軌道自由度により方向性が出現し、電子集団全体として非自明な異方性を獲得する場合がある。このような電子状態を「量子液晶」という新しい概念により統一的に捉える研究を推進した。特に、本新学術領域研究により異分野の研究者の連携を促進することで、今までにない新しい量子液晶状態の発見につながり、様々な量子液晶の普遍的な理解が格段に進歩した。物性物理学で重要な分野である量子液体に異方性を導入した量子液晶の研究は、今後ますます発展が期待される。
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