2016 Fiscal Year Annual Research Report
強相関電子系における新たな光誘起秩序相の探索と実時間ダイナミクスの解明
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16J05078
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
高三 和晃 京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2016-04-22 – 2019-03-31
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| Keywords | 光誘起相転移 / 強相関電子系 / トポロジカル相転移 / 重い電子系 / 近藤効果 / トポロジカル超伝導 / Floquet理論 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、固体に強いレーザー光を照射することで秩序相(トポロジカル相・磁気秩序相など)を誘起する研究が注目を集めている。本研究課題においては、多様な秩序が競合する強相関電子系(重い電子系・フラストレート伝導系)に注目し、新たな秩序相を実現する理論提案を行うと共に、秩序相形成のダイナミクスを明らかにすることを目標に研究を行ってきた。本年度は、重い電子系におけるこれまでの解析の拡張を行った。さらに、強相関電子系の典型である銅酸化物高温超伝導体において、光誘起トポロジカル相が現れることを理論的に見出し、その結果を論文にまとめた。
重い電子系に関しては、これまで解析を行ったトポロジカル近藤絶縁体を記述する模型を含む一般の模型に対して、レーザー照射下の振る舞いを記述する有効模型を導出した。有効模型に現れる普遍的な効果として、(1)ホッピング・混成に関する動的局在効果、(2)光誘起ホッピング・混成の発現という2つを見出した。さらに、これらの効果が近藤効果やトポロジカル物性をどう変化させるかを調べた。近藤効果については、c-f混成の空間構造に応じて近藤効果が増強・抑制されるかどうかが定性的に変化することを明らかにした。トポロジカル物性については、光照射下でWeyl半金属相などのトポロジカル相が実現されることを見出した。これらの結果については、2件の口頭発表、3件のポスター発表を行い、現在論文にまとめている。
銅酸化物高温超伝導体に関しては、円偏光レーザー照射下の振舞いを記述する有効模型をFloquet理論により導出しトポロジカルな性質を調べたところ、トポロジカルに非自明な超伝導体となりうることを見出した。これらの結果については、2件の口頭発表、4件のポスター発表を行った。結果をまとめた論文もPhysical Review B投稿し、すでに受理されている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
今年度は、以前より取り組んでいた課題(重い電子系での光誘起相転移)を進展させるのみならず、新たな課題(トポロジカル超伝導体)に取り組むことが出来た。両課題について複数の発表を行い、トポロジカル超伝導体の課題については論文にまとめることが出来た。得られた結果の中でも、特にトポロジカル超伝導体については、近年盛んに研究が行われている一方で、物質におけるトポロジカル超伝導体の実現例は非常に限られており、光を当てることでありふれた物質(銅酸化物高温超伝導体)において実現可能であることを示したのは大きな成果であったと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
まず、これまでに得られた重い電子系・トポロジカル超伝導体での成果をさらに発展させる。特に、重い電子系は電子相関に起因した多様な秩序相が現れる舞台であるにも関わらず、まだ光誘起相転移の研究は限られているので、注力して進めていく。次に、これまでの研究で身につけた手法(Floquet理論など)を生かし、より幅広い系(フラストレーション伝導系・スピン系)での光誘起秩序相探索のアイデアを提案していく。さらに、特にこれまでの研究では扱えていない「ダイナミクスの解明」という課題についても、新たな手法(厳密対角化など)を身につけて取り組んでいきたいと考えている。
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Research Products
(4 results)
