Theoretical study of geometric effects in breakdown phenomena

Research Project

Project/Area Number	25K07219
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 13030:Magnetism, superconductivity and strongly correlated systems-related
Research Institution	The University of Tokyo
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)
Project Period (FY)	2025-04-01 – 2029-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2025)
Budget Amount *help	¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000) Fiscal Year 2028: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000) Fiscal Year 2027: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000) Fiscal Year 2026: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000) Fiscal Year 2025: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Keywords	非平衡 / トポロジー / 強相関系 / 非摂動効果
Outline of Research at the Start	半導体や絶縁体といったエネルギーギャップがある系に高い電圧を印加すると、トンネル効果によりキャリアが生成し、それが電子間の衝突によって指数関数的に増幅されて金属的な状態が実現することが知られている。一方、物質機能開拓の新しい指導原理として、電子波動関数の幾何学的側面を考えるアプローチが近年大きな成功を収めている。本研究では、電子波動関数が非自明な幾何学位相を持つ半導体・絶縁体を対象に、強い電場のもとでのキャリア生成や多体効果による増幅過程における幾何学位相効果を微視的理論に基づいて明らかにし、絶縁破壊現象を利用した新しい物質機能の開拓を目指す。