| Project/Area Number |
19K14645
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 13030:Magnetism, superconductivity and strongly correlated systems-related
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
Ido Kota 東京大学, 物性研究所, 助教 (50827251)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
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| Keywords | 量子スピン液体 / 多体波動関数法 / 変分モンテカルロ法 / 励起スペクトル / 輸送特性 / 励起状態 / トポロジカル状態 / 数値計算 / スピン伝導 / スピン液体 / 磁性 / 物性理論 / 動的構造因子 |
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| Outline of Research at the Start |
トポロジカル量子計算への応用が期待されているマヨラナ粒子が発現する状態として、Kitaev模型における量子スピン液体が注目を集めている。このKitaevスピン液体を実現しマヨラナ粒子を制御する目的で、Kitaev候補物質の磁場応答や他物質との接合系に関する研究が急速に進展している。このような状況の中、Kitaev候補物質に関する理論研究は、新奇現象の予測や実験結果の解釈を行う上で重要な役割を果たすと期待されている。本研究では、大きな空間サイズを高精度に取り扱える変分モンテカルロ法を開発・適用することで、Kitaev候補物質の有効模型における磁場励起ダイナミクスと輸送特性を明らかにする。
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| Outline of Final Research Achievements |
Based on a many-body wavefunction method, we analyzed strongly correlated electron systems where quantum spin liquids emerge. By analyzing the extended Kitaev model and ab initio effective Hamiltonians for organic solids, we theoretically unveiled the stability of quantum spin liquids against external fields or many-body interactions, as well as their physical properties. We have also developed numerical methods for efficiently calculating excited states in strongly correlated electron systems.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
低温になっても磁性を示さない非磁性絶縁体である量子スピン液体は、長距離にわたる強い量子もつれ構造を有するため、量子計算などの量子技術への応用が活発に議論されている。本研究課題では、こうした量子スピン液体がどのようにして安定になるのか、どのような性質なのかを高精度な数値計算結果に基づいて議論できた。得られた知見や開発した手法は、今回の研究で解析されなかった他の量子スピン液体の物性解析や新奇量子スピン液体物質の開拓、さらには超伝導体やトポロジカル物質といった多くの量子物質の解析へと繋がることが期待される。
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