| Project Area | Physical Properties of Quantum Liquid Crystals |
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| Project/Area Number |
19H05824
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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 | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
Hanaguri Tetsuo 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)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 卓 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (70354214)
笠原 成 岡山大学, 異分野基礎科学研究所, 教授 (10425556)
芝内 孝禎 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (00251356)
清水 康弘 名古屋大学, 理学研究科, 講師 (00415184)
廣理 英基 京都大学, 化学研究所, 准教授 (00512469)
和達 大樹 兵庫県立大学, 理学研究科, 教授 (00579972)
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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 |
¥349,440,000 (Direct Cost: ¥268,800,000、Indirect Cost: ¥80,640,000)
Fiscal Year 2023: ¥50,180,000 (Direct Cost: ¥38,600,000、Indirect Cost: ¥11,580,000)
Fiscal Year 2022: ¥47,840,000 (Direct Cost: ¥36,800,000、Indirect Cost: ¥11,040,000)
Fiscal Year 2021: ¥57,980,000 (Direct Cost: ¥44,600,000、Indirect Cost: ¥13,380,000)
Fiscal Year 2020: ¥65,520,000 (Direct Cost: ¥50,400,000、Indirect Cost: ¥15,120,000)
Fiscal Year 2019: ¥127,920,000 (Direct Cost: ¥98,400,000、Indirect Cost: ¥29,520,000)
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| Keywords | 量子液晶 / 走査型トンネル顕微鏡 / 熱・輸送特性 / 中性子散乱・回折 / 核磁気共鳴 / X線分光 / 超高速分光 / ネマティシティ / 超伝導 / 量子スピン系 / 輸送特性 / 精密計測 / 空間構造 / 時間発展 / 素励起 / 中性子散乱 / マヨラナ準粒子 / 鉄系超伝導 / FFLO状態 / 磁気トルク / ネマティック感受率 / 中性子小角散乱 / 時間分解STM / 時間分解X線分光 |
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| Outline of Research at the Start |
量子液晶の根源的理解には、空間構造・ダイナミクス・エネルギー構造など、高度な計測技術が必要になる。そのため、各班員が有する走査型トンネル顕微鏡、磁気トルク・熱輸送測定、中性子回折／非弾性散乱、ネマティック制御・電子構造測定、核磁気共鳴、テラヘルツ分光、時間分解軟X 線分光・回折といった物性実験技術を総合的に利用するとともに、新しい時空間分解計測手法を開発する。得られる多彩なデータを基に、量子液晶の物性を物質横断的に解明し、量子液晶に普遍的な学理構築に貢献する。
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| Outline of Final Research Achievements |
We aimed to collect high-quality data on the structure, elementary excitations, and dynamics of quantum liquid crystals (QLCs), which will help to systematize the science of QLCs. By applying various precision measurement techniques of each group member, we have comprehensively clarified the nature of three representative forms of QLCs: charge, spin, and electron-pair liquid crystals. We have also searched for new QLCs and developed novel techniques. We have advanced our understanding of iron-based superconductivity and Kitaev spin systems, clarifying the relationship between QLCs and related fields such as topological quantum phenomena. We have also developed techniques for spectroscopic imaging, thermodynamic and thermal transport experiments, and ultrafast measurements.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
これまで、独立に研究されてきた電荷液晶・スピン液晶・電子対液晶を「量子液晶」という統一した概念の元で捉えなおすことで、様々な実験データを見通しよく解釈することが可能になった。本研究は、試料作製・計測・理論構築で構成される物性科学の一連のフィードバックプロセスのハブとして機能し、新しい物質観の獲得に貢献した他、新技術開発を通して物性科学の未知分野開拓の可能性を広げることができた。
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