| Project/Area Number |
20J21692
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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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 |
小野 清志郎 東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2020-04-24 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
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| Keywords | トポロジカル超伝導 |
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| Outline of Research at the Start |
近年, トポロジーによって特徴付けられる物質が精力的に研究されている. 中でもトポロジカル超伝導体は, その表面や端にマヨラナ粒子が現れるという通常の超伝導体とは異なる性質を示す. 現在でも, マヨラナ粒子の検出と制御による次世代の量子コンピューターを実現するために, トポロジカル超伝導体の探索が求められているが, 実際にトポロジカル超伝導性を示すと確認されている物質はほとんど無いのが現状である. 本研究では, トポロジカル超伝導体を包括的に探索するための理論を構築する. さらに構築した理論を物質探索に応用し, 候補物質を多数発見することを目指す.
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、対称性の表現・常伝導相の占有バンド数・超伝導秩序変数の対称性のみでトポロジーを判定することができる「対称性指標理論」によって分類・検出することができないトポロジカル相の分類研究に取り組んだ。対称性指標理論では、波動関数の対称性の表現のみに着目するために計算が簡単であった。一方で、表現という一部の情報のみを用いているため、完全な分類ではなく多くのトポロジカル相が検出できないことが知られていた。特に、超伝導秩序対称性が自明表現に属するような超伝導においては、昨年度までに確立した理論を適用しても何も予言することができなかった。
そこでまず、超伝導秩序対称性が自明表現に属するような超伝導において、トポロジカル超伝導相の分類問題に取り組んだ。結晶対称性に保護されたトポロジカル超伝導相の分類問題は、低次元のトポロジカル超伝導体のパッチワークを列挙することと等価である。これは、Atiyah-Hirzebruchスペクトル系列というフレームワークで実行することができるため、この系統的な計算方法を確立し、実際に分類計算を行った。その結果、空間群230種類のうち199の空間群でトポロジカルに非自明な相が存在することが明らかになった。これまでの研究で、超伝導秩序対称性が非自明表現に属するような超伝導においては、トポロジカル相が数多く存在することが知られていたが、本研究は自明表現に属する場合であっても数多く存在することを示したこととなり、今後のトポロジカル超伝導体探索を刺激すると考えられる。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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