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結晶の対称性に基づいた新奇トポロジカル物質の理論

Research Project

Project/Area Number 14J10542
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Atomic/Molecular/Quantum electronics
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

橋本 樹  名古屋大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2014-04-25 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2016: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2015: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywordsディラック半金属 / トポロジカル物質 / 異方的超伝導 / ジョセフソン接合 / ディラック方程式 / トポロジカル絶縁体 / 超伝導 / ユニークな現象
Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、結晶の持つ対称性に保護された表面状態を持つトポロジカル物質の物性を理解し、従来のトポロジカル絶縁体やトポロジカル超伝導体にないユニークな現象を明らかにすることである。
本年度はまず昨年度に引き続きディラック半金属における超伝導に関して研究を行った。ディラック半金属は4重縮退したバルクディラック点を持つ物質であり、波動関数が運動量空間でトポロジカルに非自明な構造を持つことに起因して、表面を作ると、ディラック点をつなぐように表面状態が現れる。ディラック半金属は最小でスピンと2つの軌道を考慮した4×4行列のディラック方程式であらわすことができるが、有効軌道の違いで大きく3種類に分けることができる。昨年度はそのうちs軌道とp軌道が有効軌道であるCd3AS2型ディラック半金属について、研究を行った。それらの結果を本年度の初めに論文としてまとめ、アメリカ物理学会のPhysical Review Bという雑誌に掲載された。また、本年度は有効軌道が、s軌道とd軌道からなるディラック半金属中で起こる超伝導について研究を行った。Cd3As2型ディラック半金属同様バルク電子状態から表面電子状態まで体系的に理解することができた。特に、これまでのトポロジカル絶縁体やディラック半金属とは異なり、軌道表示で波数依存しない超伝導ペアを考えた場合でも、軌道間引力が強い状況でd波超伝導が実現することを明らかにした。また、トポロジカル絶縁体上のジョセフソン接合やスピン分裂した超伝導体のジョセフソン接合についても研究を行った。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2016 2015 2014 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] ノルウェー工科大学(ノルウェー)

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  • [Int'l Joint Research] トゥエンテ大学(オランダ)

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  • [Journal Article] Superconductivity in doped Dirac semimetals2016

    • Author(s)
      T. Hashimoto, S. Kobayashi, Y. Tanaka, and M. Sato
    • Journal Title

      Phys. Rev. B

      Volume: 94 Issue: 1 Pages: 014510-014526

    • DOI

      10.1103/physrevb.94.014510

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  • [Journal Article] Surface electronic state of superconducting topological crystalline insulator2015

    • Author(s)
      T. Hashimoto, K. Yada, M. Sato, and Y. Tanaka
    • Journal Title

      Phys. Rev. B

      Volume: 92 Issue: 17 Pages: 174527-174527

    • DOI

      10.1103/physrevb.92.174527

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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    • Author(s)
      Tatsuki Hashimoto, Keiji Yada, Ai Yamakage, Masatoshi Sato and Yukio Tanaka
    • Journal Title

      Superconducting Science and Technology

      Volume: 27 Issue: 10 Pages: 104002-104002

    • DOI

      10.1088/0953-2048/27/10/104002

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] ディラック半金属における超伝導2016

    • Author(s)
      橋本樹
    • Organizer
      日本物理学会春季大会
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      仙台
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      2016-03-21
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  • [Presentation] Superconductivity in Dirac semimetals2016

    • Author(s)
      Tatsuki Hashimoto
    • Organizer
      80th Annual Conference of the DPG and DPG Spring Meeting
    • Place of Presentation
      レーゲンスブルク
    • Year and Date
      2016-03-09
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  • [Presentation] Superconductivity in Dirac semimetals2015

    • Author(s)
      Tatsuki Hashimoto
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      IAS Program and Croucher Conference on Topological Phases in Condensed Matter and Cold Atomic Systems
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      香港
    • Year and Date
      2015-12-12
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    • Author(s)
      橋本樹
    • Organizer
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      吹田市
    • Year and Date
      2015-09-16
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  • [Presentation] Surface electronic state of topological crystalline insulator in superconducting state2015

    • Author(s)
      Tatsuki Hashimoto
    • Organizer
      Materials and Mechanisms of Superconductivity 2015
    • Place of Presentation
      ジュネーブ
    • Year and Date
      2015-08-26
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      2015-06-15
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  • [Presentation] Surface electronic state of topological crystalline insulator in superconducting state2015

    • Author(s)
      Tatsuki Hashimoto
    • Organizer
      New Perspectives in Spintronic and Mesoscopic Physics
    • Place of Presentation
      柏市
    • Year and Date
      2015-06-11
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Surface electronic state of superconducting topological crystalline insulator2015

    • Author(s)
      Tatsuki Hashimoto, Keiji Yada, Masatoshi Sato and Yukio Tanaka
    • Organizer
      American Physical Society March Meeting
    • Place of Presentation
      アメリカ合衆国
    • Year and Date
      2015-03-04
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    • Author(s)
      Tatsuki Hashimoto, Keiji Yada, Masatoshi Sato and Yukio Tanaka
    • Organizer
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    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2014-12-17
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Effect of Fermi Surface Evolution on Energy Gap in Superconducting Topological Insulator2014

    • Author(s)
      Tatsuki Hashimoto, Keiji Yada, Ai Yamakage, Masatoshi Sato and Yukio Tanaka
    • Organizer
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    • Year and Date
      2014-09-02
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Calculation of Nuclear Magnetic Relaxation Rate and Specific Heat of Superconducting topological insulator2014

    • Author(s)
      Tatsuki Hashimoto, Keiji Yada, Ai Yamakage, Masatoshi Sato and Yukio Tanaka
    • Organizer
      LT21
    • Place of Presentation
      アルゼンチン
    • Year and Date
      2014-08-12
    • Related Report
      2014 Annual Research Report

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Published: 2015-01-22   Modified: 2024-03-26  

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