Microscopic theory for nonequilibrium steady states of Mott insulators
| Project/Area Number |
20K14407
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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 |
北村 想太 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (40848553)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 非平衡 / 強相関系 / 超伝導 / トポロジー |
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| Outline of Research at the Start |
ルテニウム酸化物等の電子相関の強い絶縁体において、定常電流が流れる非平衡定常状態のもとで新奇な非平衡現象が実験的に観測されている。しかし、その微視的なメカニズムや背後にある物理は理論的には全く未解明である。
本研究ではこの問題に微視的理論からアプローチし、現象の本質を明らかにすることによって、より広い物質群に応用可能な、非平衡量子系に特有な物性・現象の開拓のための指導原理の構築を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、微視的理論に基づいて、モット絶縁体が非平衡定常状態におかれたときに生じる様々な物性を明らかにすることを目指している。当初着目していた絶縁破壊後の非平衡状態を記述するための基礎的な理論構築と並行して、これまでの研究では、空間反転対称性の破れた磁性体における非相反輸送や強い円偏光レーザーによるトポロジカル超伝導状態の誘起といった、モット絶縁体を舞台とする新しい非平衡現象の理論的開拓を進めてきている。特に今年度は、これまで扱ってきた研究内容を更に進展させることに主に注力してきた。
特に中心的に取り組んだのはトポロジカル超伝導の理論である。前年度の研究で、円偏光レーザーをハバード模型に照射した際に時間反転対称性を破る相互作用が実現し、トポロジカル超伝導が誘起されることを議論した。今年度はこの内容をまとめて論文として出版した。さらに、論文で議論した非平衡定常状態は高周波数帯のレーザーに適用範囲が限定されているため、より低周波の場合を取り扱えるように理論を拡張することを現在は試みている。
また、絶縁破壊状態の理論については、非平衡グリーン関数を用いて非平衡定常状態を記述する理論をこれまで進展させてきたが、これを量子マスター方程式を用いた定式化に応用する共同研究を進行中である。また、これまでは主に相関効果を考慮しなくて済むバンド絶縁体を中心に扱ってきたが、これを相互作用する系に応用する研究を進めているところである。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の予定通り、絶縁体に電流が流れている状況を扱う微視的理論の構築が進行しており、電子相関がない場合については非相反輸送等の物理現象への応用にも成功している。また、トポロジカル超伝導の誘起という当初予定していなかった新しい非平衡現象の開拓にも成功し、その理解も順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続きトポロジカル超伝導相の研究を進めつつ、当初予定していた絶縁破壊現象の相関系への展開についても並行して取り組む。
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Report
(3 results)
Research Products
(32 results)
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[Journal Article] 周期駆動量子系の物理2023
Author(s)
北村 想太
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Journal Title
Condensed Matter Physics Summer School Lectrure Notes
Volume: 1
Issue: 0
Pages: 81-151
DOI
ISSN
2758-2159
Related Report
Open Access
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