2013 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Topological Quantum Phenomena in Condensed Matter with Broken Symmetries |
|---|
| Project/Area Number |
22103005
|
|---|
| Research Institution | Nagoya University |
|---|
Principal Investigator |
田仲 由喜夫 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40212039)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 昌利 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30313117)
水島 健 大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (50379707)
上田 正仁 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (70271070)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2015-03-31
|
| Keywords | トポロジカル量子現象 / 超伝導対称性 / 異方的超伝導 / 結晶対称性 / 冷却原子気体 / スピントロニクス |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
結晶のもつ対称性を用いることで新奇なトポロジカル超伝導の分類が可能となった。実際のSr2RuO4はスピンの自由度があるスピン3重項超伝導体であるが、ｄベクトルの向きによってトポロジカル超伝導としての分類がより詳しくできることになった。重い電子系UPt3においても結晶対称性によって守られたトポロジカル相が実現され、イジング的磁気応答や渦束縛準粒子のトポロジカル相転移など新しいトポロジカル量子現象を抽出することに成功した。人工ゲージ場下の高速回転する2成分ボース気体の性質を厳密対角化の手法で調べ、この系が充填率１＋１の場合にトポロジカル秩序を持 たない整数量子ホール状態のボソン版ともいえる状態を示すことを明らかにした。また、ラシュバ型のスピン軌道相互作用をするスピノールボース・アインシュタイン凝縮（BEC)系において、ゲージ、スピン、そして、空 間回転の自由度が結合した対称性が自発的に破れる結果として、系を回転させることなく様々な渦状態が現れることを明らかにした。
トポロジカル絶縁体上では、電荷とスピンが結合した自由度の低い電子系が実現されているが、この系における磁気抵抗効果の計算が拡散伝導領域において行われ従来のスピントロニクスで得られない大きな磁気抵抗効果を予言した。またシリコンの単原子層物質であるシリセンを用いた接合系におけるpn接合の特性を明らかにした。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
トポロジカル物質を持つ良く知られた周期表では、時間反転対称性、電子・ホール対称性、その結果生じるカイラル対称性で物質を分類していたが、この分類ではトポロジカル物質の分類を完全にすることはできない。今年度、結晶の持つ対称性、ミラー対称性を用いて分類が行われるようになったのは画期的な進歩である。また超流動ヘリウム３における新しい相転移を予言できたのも大きな進展である。冷却原子気体において、人工ゲージ場のもとでの計算が始まっているのも新しい成果と言える。トポロジカル物質としてシリセンが注目され始めている。シリセン上の磁気抵抗効果の計算が実行できたのは大きな成果である。
|
| Strategy for Future Research Activity |
トポロジカル絶縁体をドープした物質の超伝導がさかんになっている。CuxBi2Se3は典型例であるが、InSnTeという物質においても超伝導が見つかっている。これはトポロジカル結晶絶縁体と呼ばれ、従来の狭い分類ではトポロジカルとはみなせないが偶数個のエッジ状態をもつトポロジカル絶縁体である。こうした系では、常伝導状態におけるエッジ状態が超伝導になった際にアンドレーエフ束縛状態に影響を与える。このような効果を系統的に調べて新しいアンドレーエフ束縛状態の物理を展開したい。
|
Research Products
(17 results)
