Theoretical study on novel quantum phases based on topology and crystal groups

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 17K05490
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Condensed matter physics I
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Ezawa Motohiko 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 講師 (10504805)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: トポロジカル物性物理学 / 高次トポロジカル絶縁体 / 非エルミート・トポロジカル絶縁体 / 非線形トポロジカル系 / トポロジカル工学 / 非線形トポロジカル光学 / トポロジカル戸田格子 / トポロジカル電気回路

Outline of Final Research Achievements

Several pioneering works were reported relating to the frontier of topological condensed-matter physics. Especially, the breathing-Kagome model was proposed as an example of higher-order topological insulators, which are generalization of topological insulators. In addition, non-Hermitian topological systems and simulations of Majorana states based on electric circuits were also proposed. As an extension of these results, various nonlinear topological systems were proposed by generalizing nonlinear lattice models such as the Toda lattice model.

Free Research Field

トポロジカル物性物理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

トポロジカル物性物理学はトポロジーという数学的概念が物理学に応用されて誕生した。トポロジカル安定性によって、系の乱雑さや不純物に対してロバストであるなどの性質がある。これを応用したトポロジカル工学を提唱した。例えば、電気回路にトポロジカル物性物理学の概念を導入する事より、トポロジカルに安定な電気回路を作成する事が可能になる。また、電気抵抗などの散逸は実際のデバイスに存在するが、その影響を非エルミート項として取り扱い、非エルミート・トポロジカル現象を明らかにした。