トポロジカル磁性絶縁体におけるエッジ伝導の解明とそれに伴う非対称現象の開拓

• Project/Area Number: 25K00928
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 13010:Mathematical physics and fundamental theory of condensed matter physics-related
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 笠原 裕一 九州大学, 理学研究院, 教授 (10511941)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥18,720,000 (Direct Cost: ¥14,400,000、Indirect Cost: ¥4,320,000); Fiscal Year 2027: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000); Fiscal Year 2026: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000); Fiscal Year 2025: ¥8,060,000 (Direct Cost: ¥6,200,000、Indirect Cost: ¥1,860,000)
• Keywords: キタエフ量子スピン液体 / マヨラナ粒子 / 準粒子エッジ状態 / 非相反輸送

Outline of Research at the Start

ある種の磁性絶縁体においては、スピン由来の準粒子について、その波動関数が幾何学位相を持ち非自明なトポロジーを示すことが明らかとなってきた。準粒子は特徴的なエッジ状態（表面・界面・端状態）を示すことが期待されるが、その性質はほとんど明らかになっていない。本研究では、さまざまな基底状態（強磁性体、反強磁性体、量子スピン液体など）を示すトポロジカル磁性絶縁体を対象とし、熱輸送現象を用いて準粒子エッジ状態を検出しその基礎物性を解明する。さらに準粒子エッジ状態とフォノンとの結合を通じた非相反性や交差相関現象を探索し、トポロジカル磁性絶縁体特有の準粒子輸送現象を開拓する。