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3次元系におけるトポロジカルな半金属の表面物性

Research Project

Project/Area Number 16J08552
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Condensed matter physics I
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

奥川 亮  東京工業大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2016-04-22 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2017: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2016: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywordsトポロジカル半金属 / ワイル半金属 / トポロジカル超伝導体 / トポロジカル絶縁体
Outline of Annual Research Achievements

今年度においては、トポロジカル半金属のワイル半金属とノーダルライン半金属に加えて、その拡張としてワイル超伝導体についてもトポロジカル相転移の研究を行った。以下にそれらの結果をまとめる。
まず、スピン軌道相互作用の無い系におけるノーダルライン半金属からワイル半金属への相転移について研究した。ノーダルライン半金属相に対して、時間反転対称性または空間反転対称性の破れをもたらす摂動を導入することで、ワイル半金属相へ相転移が可能か否かを調べた。はじめに対称性に基づいてノーダルライン半金属のフェルミ面を分類することによって、前年度よりも普遍的な相転移の議論を構築できた。
次に、ワイル超伝導体を実現するためのトポロジカル相転移について議論を行った。ワイルノードの構造は時間反転対称性の破れた超伝導体にも一般化可能であり、ワイル超伝導体と呼ばれる。一方で、鏡映対称性がある超伝導系においては、トポロジカル結晶超伝導体と呼ばれるトポロジカル相が実現可能である。本研究により、時間反転対称性が破れた超伝導系では、トポロジカルに自明な超伝導相とトポロジカル結晶超伝導相の間にギャップレス超伝導相が出現することがわかった。特に、空間反転対称性が破れている場合または奇パリティ超伝導体の場合には二相の間にワイル超伝導相が出現することを示した。さらに、そのトポロジカル相転移において、どのようにマヨナラ表面状態が変化するかを明らかにした。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2018 2017 2016

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] Topological Semimetals Studied by Ab Initio Calculations2018

    • Author(s)
      Motoaki Hirayama, Ryo Okugawa, Shuichi Murakami
    • Journal Title

      Journal of the Physical Society of Japan

      Volume: 87 Issue: 4 Pages: 041002-041002

    • DOI

      10.7566/jpsj.87.041002

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Generic phase diagram for Weyl superconductivity in mirror-symmetric superconductors2018

    • Author(s)
      Okugawa Ryo、Yokoyama Takehito
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 97 Issue: 6

    • DOI

      10.1103/physrevb.97.060504

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Universal phase transition and band structures for spinless nodal-line and Weyl semimetals2017

    • Author(s)
      Ryo Okugawa, Shuichi Murakami
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 96 Issue: 11 Pages: 115201-115201

    • DOI

      10.1103/physrevb.96.115201

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 第一原理計算に基づくトポロジカル半金属の新物質・新物性2017

    • Author(s)
      平山元昭、奥川亮、村上修一
    • Journal Title

      固体物理

      Volume: 52 Pages: 89-96

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Journal Article] Emergence of Topological semimetal in gap closing in semiconductors without inversion symmetry2017

    • Author(s)
      Shuichi Murakami, Motoaki Hirayama, Ryo Okugawa, Takashi Miyake
    • Journal Title

      Science Advances

      Volume: 印刷中

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Weyl superconductivity between trivial superconductor and topological crystalline superconductor phases with mirror symmetry2018

    • Author(s)
      Ryo Okugawa, Takehito Yokoyama
    • Organizer
      APS march meeting 2018
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Universal phase diagram between spinless toopological nodal-line semimetals and Weyl semimetals2017

    • Author(s)
      奥川亮 村上修一
    • Organizer
      APS march meeting 2017
    • Place of Presentation
      Ernest Morial Convention Center
    • Year and Date
      2017-03-14
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] スピンレス系におけるノーダルライン半金属とワイル半金属の一般的な相転移2017

    • Author(s)
      奥川亮、村上修一
    • Organizer
      日本物理学会 2017年秋季大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] トポロジカル結晶超伝導の相転移に付随するワイル超伝導相2017

    • Author(s)
      奥川亮、横山毅人
    • Organizer
      日本物理学会 2017年秋季大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 通常の超伝導相とトポロジカル結晶超伝導相の間の一般的相図2017

    • Author(s)
      奥川亮、横山毅人
    • Organizer
      第11回物性科学領域横断研究会(領域合同研究会)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] General phase transition between spinless nodal-line semimetals and Weyl semimetals2017

    • Author(s)
      Ryo Okugawa, Shuichi Murakami
    • Organizer
      International Conference on Topological Materials Science 2017
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] スピンレスノーダルライン半金属とワイル半金属の普遍的相図2016

    • Author(s)
      奥川亮 村上修一
    • Organizer
      トポロジーが紡ぐ物質科学のフロンティア 第2回領域研究会
    • Place of Presentation
      東北大学片平キャンパス
    • Year and Date
      2016-12-16
    • Related Report
      2016 Annual Research Report

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Published: 2016-05-17   Modified: 2024-03-26  

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