2021 Fiscal Year Annual Research Report
Variety and universality of bulk-edge correspondence in topological phases: From solid state physics to transdisciplinary concepts
Project/Area Number |
17H06138
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Research Institution | University of Tsukuba |
Principal Investigator |
初貝 安弘 筑波大学, 数理物質系, 教授 (80218495)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高橋 義朗 京都大学, 理学研究科, 教授 (40226907)
木村 昭夫 広島大学, 先進理工系科学研究科(理), 教授 (00272534)
岩本 敏 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (40359667)
福井 隆裕 茨城大学, 理工学研究科(理学野), 教授 (10322009)
河原林 透 東邦大学, 理学部, 教授 (90251488)
青木 秀夫 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 名誉教授 (50114351)
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Project Period (FY) |
2017-05-31 – 2022-03-31
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Keywords | バルク・エッジ対応 / 冷却原子 / 放射光ARPES / フォトニック結晶 / 高次トポロジカル相 / コーナー状態 / 量子化ベリー位相 / 機械学習 |
Outline of Annual Research Achievements |
研究最終年度であることに留意し、バルクエッジ対応の普遍性を確立すべくまとめの研究を行った。 理論的研究に関して、高次トポロジカル相のバルク・コーナー対応や、新概念である平方根トポロジカル相でのバルク・エッジ対応を解明した。強相関トポロジカルポンプでのバルク・エッジ対応と逐次トポロジカル転移を解明した。バルク・エッジ対応が支配する新分野として、熱伝導現象におけるバルクエッジ対応を確立した。更に自然科学を越えて社会現象を記述する二次元ネットワークにおけるゲーム理論でチャーン数を定義しバルク・エッジ対応を確立した。 冷却原子に関しては、蒸発冷却の条件の最適化・磁場の安定化を行い、Rb原子の人工次元を用いたトポロジカル原子レーザーの再現性を向上させ、実験パラメータ領域を拡大した。トポロジカル超流動に向けた実験ではEr原子のボース凝縮を実現し、フェルミ同位体Er原子とYb原子のフェッシュバッハ共鳴を観測した。更に、明確な境界を有するYb原子無欠陥光ピンセットアレーの生成とYb量子気体顕微鏡の開発に成功した。 放射光ARPES実験に関して超伝導体ZrP2-xSex, HfP2-xSexについて、ディラック線ノードと表面バンドを同時に観測した。反強磁性トポロジカル絶縁体MnBi2Te4の表面バンドのエネルギーギャップを第一原理計算を併用して解析し、表面欠陥による局所電場が重要性を解明した。 フォトニック結晶実験に関して,量子ドットを含むバレーフォトニック結晶スローライト導波路において、スローライト効果による発光寿命の短縮と単一光子のトポロジカルエッジ状態を介した伝搬の観測に成功した。また、ナノフォトニクス系では実現が困難な四重極相におけるコーナー状態を示すフォトニック結晶の設計を見出し、構造揺らぎが波長やQ値に及ぼす影響について、トリビアルなフォトニック結晶共振器と比較し議論した。
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Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(141 results)
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[Journal Article] Evidence for Dirac nodal-line fermions in a phosphorous square-net superconductor2022
Author(s)
S. Ishizaka, A. Ino, T. Kono, Y. Miyai, S. Kumar, K. Shimada, H. Kit_, I. Hase, S. Ishida, K. Oka, H. Fujihisa, Y. Gotoh, Y. Yoshida, A. Iyo, H. Ogino, H. Eisaki, K. Kawashima, Y. Yanagi, and A. Kimura
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Journal Title
Phys. Rev. B
Volume: 105
Pages: L121103-1-6
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Non-monotonic variation of the Kramers point band gap with increasing magnetic doping in BiTeI2021
Author(s)
A. M. Shikin, A. A. Rybkina, D. A. Estyunin, I. I. Klimovskikh, A. G. Rybkin, S. O. Filnov, A. V. Koroleva, E. V. Shevchenko, M. V. Likholetova, V. Yu. Voroshnin, A. E. Petukhov, K. A. Kokh, O. E. Tereshchenko, L. Petaccia, G. Di Santo, S. Kumar, A. Kimura, P. N. Skirdkov, K. A. Zvezdin, and A. K. Zvezdin
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Journal Title
Sci. Rep.
Volume: 11
Pages: 23332-1-12
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Bulk Dirac cone and highly anisotropic electronic structure of NiTe22021
Author(s)
M. Nurmamat, S. V. Eremeev, X. Wang, T. Yoshikawa, T. Kono, M. Kakoki, T. Muro, Q. Jiang, Z. Sun, M. Ye, and A. Kimura
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Journal Title
Phys. Rev. B
Volume: 104
Pages: 155133-1-7
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Sample-dependent Dirac point gap in MnBi2Te4 and its response to the applied surface charge: A combined photoemission and ab initio study2021
Author(s)
A.M. Shikin,_ D.A. Estyunin, N.L. Zaitsev, D. Glaskova, I.I. Klimovskikh, S. Filnov, A.G. Rybkin, E. F. Schwier, S. Kumar, A. Kimura, N. Mamedov, Z. Aliev, M.B. Babanly, K. Kokh, O.E. Tereshchenko, M.M. Otrokov, E. V. Chulkov, K.A. Zvezdin, and A.K. Zvezdin
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Journal Title
Phys. Rev. B
Volume: 104
Pages: 115168-1-11
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Presentation] Observation of Fast Dirac Nodal-Line Fermions in a Nonsymmorphic Superconductor, HfP1.55Se0.452022
Author(s)
Y. Nishioka, S. Ishizaka, K. Kuroda, A. Ino, S. Kumar, K. Shimada, H. Kito, I. Hase, S. Ishida, K. Oka, H. Fujihisa, Y. Gotoh, Y. Yoshida, A. Iyo, H. Ogino, H. Eisaki, K. Kawashima, Y. Yanagi, and A. Kimura
Organizer
The 26th Hiroshima International Symposium on Synchrotron Radiation
Int'l Joint Research
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[Presentation] Direct observation of Dirac nodal-line fermions in P-square net superconductor, ZrP1.24Se0.572022
Author(s)
S. Ishizaka, A. Ino, T. Kono, Y. Miyai, S. Kumar, K. Shimada, H. Kito, I. Hase, S. Ishida, K. Oka, H. Fujihisa, Y. Gotoh, Y. Yoshida, A. Iyo, H. Ogino, H. Eisaki, K. Kawashima, Y. Yanagi, and A. Kimura
Organizer
The 26th Hiroshima International Symposium on Synchrotron Radiation
Int'l Joint Research
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[Presentation] Spatial inhomogeneity in Bi2Sr2CaCu2O8+δ investigated by micro photoemission spectroscopy2022
Author(s)
T. Sugiyama, H. Iwasawa, S. Ozawa, H. Oda, R. Takahashi, T. Kono, T. Okuda, K. Miyamoto, H. Wadati, S. Ishida, Y. Yoshida, H. Eisaki, and A. Kimura
Organizer
The 26th Hiroshima International Symposium on Synchrotron Radiation
Int'l Joint Research
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[Presentation] Direct Observation of the Three-dimensional Electronic Structure of RMnSi (R=La, Ce) with Noncentrosymmetic Antiferromagnetic Order2022
Author(s)
K. Shiraishi, T. Iwata, K. Kuroda, M. Nurmamat, K. Nakanishi, S. Kumar, K. Shimada, M. Arita, Y. Kotani, K. Mitsumoto, H. Tanida, and A. Kimura
Organizer
The 26th Hiroshima International Symposium on Synchrotron Radiation
Int'l Joint Research
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[Presentation] RMnSi(R=La,Ce)の放射光角度分解光電子分光2022
Author(s)
白石海人, 岩田拓万, 黒田健太, Munisa Nurmamat, 中西楓恋, Shiv Kumar, 島田賢也, 有田将司, 小谷佳範, 三本啓輔, 谷田博司, 木村昭夫
Organizer
日本物理学会第77回年次大会
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[Presentation] Pの正方格子を有するディラック線ノード超伝導体ZrP2-xSexの放射光角度分解光電子分光2022
Author(s)
_岡幸美, 石坂仁志, 井野明洋, 河野嵩, _頭聖, _谷泉, 石田茂之, 岡邦彦, 藤久裕司, 後藤義人, 吉田良行, 伊豫彰, 荻野拓, 永崎洋, 川島健司, 柳陽介, 木村昭夫
Organizer
日本物理学会第77回年次大会
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[Presentation] 放射光ARPESによるP正方格子を有する超伝導体における線ノード型ディラック粒子の観測2022
Author(s)
石坂仁志, 井野明洋, 河野嵩, 宮井雄大, Shiv Kumar, 島田賢也, 鬼頭聖, 長谷泉, 石田茂之, 岡邦彦, 藤久裕司, 後藤義人, 吉田良行, 伊豫彰, 荻野拓, 永崎洋, 川島健司, 柳陽介, 木村昭夫
Organizer
日本物理学会第77回年次大会
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[Presentation] 放射光角度分解光電子分光による超伝導体中のP正方格子に由来する線ノードディラック粒子の観測2022
Author(s)
石坂仁志, 井野明洋, 河野嵩, 宮井雄大, Shiv Kumar, 島田 賢也, _頭聖, _谷泉, 石田茂之, 岡邦彦, 藤久裕司, 後藤義人, 吉田良行, 伊豫彰, 荻野拓, 永崎洋, 川島健司, 柳陽介, 木村昭夫
Organizer
第35回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
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[Presentation] 時間・スピン・角度分解光電子分光装置の開発とスピン偏極表面状態の光励起ダイナミクス観測2022
Author(s)
川口海周, 黒田健太, 福島優斗,田中宏明, 原沢あゆみ, 飯盛拓嗣, 趙智剛, 谷峻太郎, K. A. Kokh, O. E. Tereshchenko, 木村昭夫, 矢治光一郎, 辛埴, 小森文夫, 小林洋平, 近藤猛
Organizer
第35回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
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[Presentation] Pの正方格子を有するディラック線ノード超伝導体ZrP2-xSexの放射光角度分解光電子分光2022
Author(s)
_岡幸美, 石坂仁志, 井野明洋, 河野嵩, _頭聖, _谷泉, 石田茂之, 岡邦彦, 藤久裕司, 後藤義人, 吉田良行, 伊豫彰, 荻野拓, 永崎洋, 川島健司, 柳陽介, 木村昭夫
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第35回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
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[Presentation] Time-, spin- and angle-resolved photoemission spectroscopy of spin-polarized surface states with the 10.7-eV extreme-ultraviolet at 1-MHz repetition rate2021
Author(s)
K. Kawaguchi, K. Kuroda, Y. Fukushima, H. Tanaka1, A. Harasawa, T. Iimori, Z. Zhao, S. Tani, K. A. Kokh, O. E. Tereshenko, A. Kimura, K. Yaji, S. Shin, F. Komori, Y. Kobayashi, and T. Kondo
Organizer
Advanced spectroscopy of organic materials for electronic applications
Int'l Joint Research
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[Presentation] 高繰り返し10.7 eV レーザーによる時間・スピン・角度分解光電子分光装置の開発と非占有スピン偏極電子状態の観測2021
Author(s)
川口海周, 黒田健太, 福島優斗, 趙智剛, 谷峻太郎, 田中宏明, 原沢あゆみ, 飯盛拓嗣, 野口亮, K. A. Kokh, O. E. Tereshchenko, 木村昭夫, 矢治光一郎, 辛埴, 小森文夫, 小林洋平, 近藤猛
Organizer
表面・界面スペクトロスコピー2021
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[Presentation] 時間・スピン・角度分解光電子分光によるスピン偏極電子状態の光励起ダイナミクスの観測2021
Author(s)
川口海周, 福島優斗, 黒田健太, 田中宏明, 原沢あゆみ, 飯盛拓嗣, 趙智剛, 谷峻太郎, K. A. Kokh, O. E. Tereshchenko, 木村昭夫, 矢治光一郎, 辛埴, 小森文夫, 小林洋平, 近藤猛
Organizer
本物理学会2021年秋季大会
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[Presentation] ホイスラー合金Co2MnSi薄膜におけるスピン偏極電子構造の温度依存性の観測2021
Author(s)
角田一樹, 鹿子木将明, 桜庭裕弥, 増田啓介, 河野嵩, 後藤一希, 宮本幸治, 三浦良雄, 宝野和博, 奥田太一, 木村昭夫
Organizer
本物理学会2021年秋季大会
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