2019 Fiscal Year Annual Research Report
Novel physics by manipulating singular band structures
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17K14358
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
苅宿 俊風 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, 主任研究員 (60711281)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | ディラック半金属 / トポロジカル絶縁体 / グラフェン / 超構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
計画に沿い，ディラック・ワイル半金属や関連するトポロジカル状態について，i) 長波長構造の効果，ii) 微細構造の効果，の２つの観点から研究を行った．i)に関しては主にディラック電子系に対する擬磁場とそれによる外部磁場なしでのランダウ準位形成についての研究を継続的に行ってきた．簡単なモデルに基づく基礎理論の開発とアンチペロブスカイト物質のディラック電子系に対する応用を行い，最終年度にはその結果をまとめ論文として公表した．一方ii)に関してはグラフェンおよび派生する蜂の巣格子模型の研究を進展させた．成果のひとつはグラフェンナノメッシュ，すなわちグラフェンに周期的な穴を導入した系におけるトポロジカル状態実現方法の提案である．穴の配列を工夫することでトポロジカルに異なる状態を作り分けることができることを示し，対応するトポロジカル境界状態の数値計算も行った．この成果は２年度目に論文としてまとめた．また，蜂の巣格子模型に空間変調と局在した磁束を同時に導入した場合に生じるトポロジカルに保護された束縛状態の研究も行い，最終年度には論文としてまとめ公表することができた．
以上の他、量子スピン系の研究を通して強相関系におけるトポロジカル相転移の一例においてパラメータ空間のディラックコーンが相転移を特徴づけていることを示した．また，角度非整合二層グラフェンにおける超伝導の報告により，角度非整合積層系が超構造を与える有効な方法として喫緊の研究課題となったことを受け，関連する研究を行った．グラフェンを超え，一般の対称性を持つ角度非整合系の電子状態を決定するための理論を構築し，最終年度にはそれを論文として公表した．
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