Investigation of new quantum phases by quantum quench in correlated electron systems
| Project/Area Number |
20K20343
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| Project/Area Number (Other) |
18H05324 (2018-2019)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2020)
Single-year Grants (2018-2019) |
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| Review Section |
Medium-sized Section 13:Condensed matter physics and related fields
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
Shimano Ryo 東京大学, 低温科学研究センター, 教授 (40262042)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2021-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥26,000,000 (Direct Cost: ¥20,000,000、Indirect Cost: ¥6,000,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2019: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2018: ¥18,720,000 (Direct Cost: ¥14,400,000、Indirect Cost: ¥4,320,000)
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| Keywords | 量子クエンチ / 非平衡 / 超伝導 / 電荷密度波 / 光誘起相転移 / テラヘルツ / 非線形光学応答 / 超高速分光 / 原子層物質 / 鉄系超伝導体 / 銅酸化物高温超伝導体 / 強相関電子系 / 集団励起 / スピン密度波 / ヒッグスモード |
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| Outline of Research at the Start |
強相関電子物質の特徴は、その物性が電荷、スピン、格子の自由度の鬩ぎ合いの帰結として発現する点にある。一つの秩序発現の背後にはそれと競合する秩序あるいは隠れた対称性が存在する場合が多い。本研究ではこの多重秩序系における新たな量子相探索の手法として、超短パルス光源による光励起を用いた「量子クエンチ」を提案する。ある秩序相においてその秩序に関連するパラメータを瞬時に変化させ、引き続いて生じる集団励起モードの観測や基底状態に潜む隠れた秩序の顕在化させることで、強相関電子系の物性発現の背後にある物理を炙り出し、強相関電子物質の新たな電子相制御の手法の開拓、隠れた秩序の解明を目指す。
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| Outline of Final Research Achievements |
We have investigated new matter phases induced by ultrafast quantum quench method in correlated electron systems, including transition metal dichalcogenides, iron-based superconductors and high Tc cuprate superconductors, by using ultrafast laser spectroscopy techniques. Light-induced non-thermal transitions to hidden states are demonstrated in those materials, revealing the essential interplay between competing quantum phases.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
光学的量子クエンチによる新たな物質相の探索という新しいアプローチを具現化し、遷移金属ダイカルコゲナイド物質、鉄系超伝導体、銅酸化物高温超伝導体において非熱的電子相制御に道を拓いた本研究は、非平衡物性科学の進展に大きく貢献したといえる。鉄系超伝導体の光誘起超伝導増強、銅酸化物高温超伝導体の光誘起相の解明は、その多様な基底状態、超伝導発現機構の解明にも貢献すると期待される。量子相の人為的相制御の実証は量子物質の機能応用の観点からも社会還元につながる重要な進展である。
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Report
(4 results)
Research Products
(77 results)
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[Journal Article] Phase-resolved Higgs response in superconducting cuprates2020
Author(s)
H. Chu, M. Kim, K. Katsumi, S. Kovalev, R. Dawson, L. Schwarz, N. Yoshikawa, G. Kim, D. Putzky, Z. Li, H. Raffy, S. Germanskiy, J. Deinert, N. Awari, I. Ilyakov, B. Green, M. Chen, M. Bawatna, G. Christiani, G. Logvenov, Y. Gallais, A. Boris, B. Keimer, A. Schnyder, D. Manske, M. Gensch, Z. Wang, R. Shimano, S. Kaiser
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Journal Title
Nature Communications
Volume: 11
Issue: 1
Pages: 1793-1793
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Presentation] 時間分解X線回折による銅酸化物超伝導体La_{2-x}Sr_xCuO_4の光励起結晶構造ダイナミクス2018
Author(s)
吉川尚孝, 丹羽宏彰, Dongjoon Song, 永崎洋, 玉作賢 治, 田中義人, 大沢仁志, 久保田雄也, 山本航平, 山神 光平, 平田靖透, 和達大樹, 島野亮
Organizer
日本物理学会2018 年秋季大会
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