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2015 Fiscal Year Research-status Report

トポロジカル絶縁体表面のディラック電子系に対するメゾスコピック効果

Research Project

Project/Area Number 15K05130
Research InstitutionHiroshima University

Principal Investigator

高根 美武  広島大学, 先端物質科学研究科, 教授 (40254388)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2018-03-31
Keywordsトポロジカル絶縁体
Outline of Annual Research Achievements

弱いトポロジカル絶縁体(WTI)表面のディラック電子系におけるランダウ量子化について考察した.強磁場領域において二つのバレーの存在を反映する特異な振る舞いが生じることを明らかにし,論文として発表した.また,原子ステップ構造があるWTI表面における電気伝導特性を数値シミュレーションによって検討し,ある条件を満たすステップ構造のもとで擬完全伝導チャネルが発現することを明らかにした.擬完全伝導チャネルを導入することによって系の電気伝導性を大幅に向上させることができる.この成果も論文として発表した.さらに関連する問題として二つの課題に取り組み,その成果を二編の論文として出版した.一つ目はワイル半金属における異常電気磁気応答である.この問題に関しては連続極限のディラック模型に基づいた解析結果と格子模型に基づいた解析結果が互いに矛盾することが知られていたが,その原因を解明し正しい記述を与える処方箋を与えた.また,グラフェンナノリボン系における完全伝導チャネルに対する位相緩和の影響を数値シミュレーションによって検討し,位相緩和が完全伝導チャネルを安定化させることを見出した.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

弱いトポロジカル絶縁体表面のディラック電子系に関して,ランダウ準位の振る舞いに関する論文を予定通り発表しただけでなく,次年度に予定していた原子ステップ構造がある場合の電気伝導特性についても成果を挙げ論文を出版した.

Strategy for Future Research Activity

29年度に予定していた,乱れを含む二次元ディラック電子系における電気伝導度のスケーリング解析を前倒しして実行する.余裕があれば,ワイル半金属におけるメゾスコピック効果(特に電気伝導に対する電極の影響)について検討する.

  • Research Products

    (9 results)

All 2016 2015

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Acknowledgement Compliant: 5 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Dephasing-induced stabilization of a perfectly conducting channel in disordered graphene nanoribbons with zigzag edges2016

    • Author(s)
      Y. Shimomura and Y. Takane
    • Journal Title

      J. Phys. Soc. Jpn. 85, 014704 (2016) (6 pages).

      Volume: 85 Pages: 014704 (1-6)

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.7566/JPSJ.85.014704

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Regularization of a massless Dirac model to describe anomalous electromagnetic response of Weyl semimetals2016

    • Author(s)
      Y. Takane
    • Journal Title

      J. Phys. Soc. Jpn.

      Volume: 85 Pages: 013706 (1-5)

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.7566/JPSJ.85.013706

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Weak topological insulators with step edges: Subband engineering and its effect on electron transport2016

    • Author(s)
      T. Arita and Y. Takane
    • Journal Title

      J. Phys. Soc. Jpn.

      Volume: 85 Pages: 033706 (1-5)

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.7566/JPSJ.85.033706

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Landau levels on a surface of weak topological insulators2015

    • Author(s)
      Y. Takane
    • Journal Title

      J. Phys. Soc. Jpn.

      Volume: 84 Pages: 084710 (1-7)

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.7566/JPSJ.84.084710

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Manipulating quantum channels in weak topological insulator nano-architectures2015

    • Author(s)
      A. Matsumoto, T. Arita, Y. Takane, Y. Yoshimura, and K.-I. Imura
    • Journal Title

      Phys. Rev. B

      Volume: 92 Pages: 195424 (1-14)

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevB.92.195424

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 位相緩和によるジグザグGNR完全伝導チャンネルの安定化2016

    • Author(s)
      下村祐司, 高根美武
    • Organizer
      日本物理学会第71回年次大会
    • Place of Presentation
      東北学院大学
    • Year and Date
      2016-03-22 – 2016-03-22
  • [Presentation] ワイル半金属の風変わりな電気磁気応答と底抜けディラック模型の正則化2016

    • Author(s)
      高根美武
    • Organizer
      日本物理学会第71回年次大会
    • Place of Presentation
      東北学院大学
    • Year and Date
      2016-03-19 – 2016-03-19
  • [Presentation] Electron transport on a surface of weak topological insulators with step edges2015

    • Author(s)
      T. Arita and Y. Takane
    • Organizer
      ISANN 2015
    • Place of Presentation
      Hilton Waikoloa Village (USA)
    • Year and Date
      2015-12-01 – 2015-12-01
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Dephasing effect on a perfectly conducting channel in disordered graphene nanoribbonswith zigzag edges2015

    • Author(s)
      Y. Shimomura and Y. Takane
    • Organizer
      ISANN 2015
    • Place of Presentation
      Hilton Waikoloa Village (USA)
    • Year and Date
      2015-12-01 – 2015-12-01
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2017-01-06  

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