• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

トポロジカルフェルミアーク:有限温度での特異な準粒子励起の研究

Publicly Offered Research

Project AreaFrontiers of materials science spun from topology
Project/Area Number 18H04228
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research InstitutionJapan Atomic Energy Agency

Principal Investigator

永井 佑紀  国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, システム計算科学センター, 副主任研究員 (20587026)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywords非エルミート / トポロジカル / トポロジカル物質 / 強相関電子系 / 超伝導 / トポロジー
Outline of Annual Research Achievements

強相関電子系などの準粒子に寿命のある系では、自己エネルギーと一粒子ハミルトニアンの和を「準粒子ハミルトニアン」とみなすことで、その系のトポロジーを議論することができる。特に、自己エネルギーは虚部を持つために、このハミルトニアンは非エルミートとなるため、これまでのエルミート系では起こらなかった新しい非エルミート性に起因する現象が生じると考えられた。本年度には、ワイル半金属に対する不純物散乱および重い電子系における強相関効果による有限の準粒子寿命に起因する非エルミート有効ハミルトニアンについて調べた。
ワイル半金属において不純物を導入すると、複数軌道に対する不純物散乱への効き方の違いから、軌道依存する準粒子寿命が現れる。準粒子寿命は自己エネルギーの虚部に起因しており、自己エネルギーと一体のハミルトニアンの和として定義される有効ハミルトニアンは非エルミートになる。この時、この非エルミート性に起因して例外点リングと呼ばれるトポロジカルな構造が運動量空間のワイル点近傍に現れることがわかった。そして、これはリング状のトポロジカルなフェルミアークとして実験で観測されると期待される。また、この現象を見るためには不純物は特別なものを仮定する必要はなく、様々なワイル半金属で現象が観測されると期待される。
この他に、高次トポロジカル超伝導体においてパラボラ型ポテンシャルを誘起する事によるマヨラナコーナーモード-フラットバンドクロスオーバーなど、特異な準粒子励起を発見し、論文を出版した。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (18 results)

All 2020 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (4 results) Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 8 results,  Invited: 4 results)

  • [Int'l Joint Research] マサチューセッツ工科大学/UC Berkeley(米国)

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] サスカチュワン大学/アルバータ大学(カナダ)

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] Massachusetts Institute of Technology(米国)

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] University of Saskatchewan(カナダ)

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Journal Article] Majorana corner flat bands in two-dimensional second-order topological superconductors2020

    • Author(s)
      Kheirkhah Majid、Nagai Yuki、Chen Chun、Marsiglio Frank
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 101 Issue: 10

    • DOI

      10.1103/physrevb.101.104502

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Disorder-induced exceptional and hybrid point rings in Weyl/Dirac semimetals2019

    • Author(s)
      Matsushita Taiki、Nagai Yuki、Fujimoto Satoshi
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 100 Issue: 24

    • DOI

      10.1103/physrevb.100.245205

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Quasiparticle Bound States around Fractional Vortices in s-wave Superconductor2019

    • Author(s)
      Nagai Yuki、Kato Yusuke
    • Journal Title

      Journal of the Physical Society of Japan

      Volume: 88 Issue: 5 Pages: 054707-054707

    • DOI

      10.7566/jpsj.88.054707

    • NAID

      40021885910

    • Related Report
      2019 Annual Research Report 2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Non-hermitian physics in strongly correlated electron systems2019

    • Author(s)
      Yuki Nagai
    • Organizer
      EPiQS-TMS 3rd Alliance Workshop on Topological Materials Science
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Non-Hermitian effective Hamiltonian for low-energy quasiparticles2019

    • Author(s)
      Yuki Nagai
    • Organizer
      Topological Materials Science 2019 (TopoMat2019)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Bulk topological Fermi arcs in heavy fermion systems: non-Hermitian topology meets DMFT2019

    • Author(s)
      Yuki Nagai
    • Organizer
      Quantum Criticality and Topology in Correlated Electron Systems
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Bulk Fermi arcs in heavy fermion systems2018

    • Author(s)
      Yuki Nagai, Y. Qi, Hiroki Isobe, V. Kozii, L. Fu
    • Organizer
      International Workshop on Symmetry & Topology in condensed-matter physics
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Bulk Topological Fermi arcs in heavy fermion systems2018

    • Author(s)
      Yuki Nagai, Y. Qi, Hiroki Isobe, V. Kozii, L. Fu
    • Organizer
      4th Conference on Condensed Matter Physics (CCMP 2018)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Bulk Fermi arcs in heavy fermion systems2018

    • Author(s)
      Yuki Nagai, Y. Qi, Hiroki Isobe, V. Kozii, L. Fu
    • Organizer
      New Trends in Topological Insulators (NTTI 2018) and 18th International Conference on Narrow Gap Systems (NGS-18)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Time-reversal and/or translational symmetry breaking in d-wave nano-superconductors2018

    • Author(s)
      Yuki Nagai, Yukihiro Ota, Kaori Tanaka
    • Organizer
      12th International Conference on Materials and Mechanisms of Superconductivity (M2S 2018)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 重い電子系におけるバルクトポロジカルフェルミアーク2018

    • Author(s)
      Yuki Nagai, Y. Qi, Hiroki Isobe, V. Kozii, L. Fu
    • Organizer
      日本物理学会 2018 年秋季大会 (物性)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 重い電子系における例外点とバルクトポロジカルフェルミアーク2018

    • Author(s)
      Yuki Nagai, Y. Qi, Hiroki Isobe, V. Kozii, L. Fu
    • Organizer
      第 10 回トポロジー連携研究会「非平衡系・非エルミート系の新奇量子現象」
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] BdG 方程式を用いた磁束格子計算2018

    • Author(s)
      Yuki Nagai
    • Organizer
      第 26 回渦糸物理国内会議
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Bulk topological Fermi arcs in heavy fermion systems2018

    • Author(s)
      Yuki Nagai, Y. Qi, Hiroki Isobe, V. Kozii, L. Fu
    • Organizer
      American Physical Society March Meeting 2019
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2018-04-23   Modified: 2021-01-27  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi