2022 Fiscal Year Annual Research Report
非共型な結晶対称性を持つ強相関物質の電子状態観測とトポロジーの解明
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18H03683
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
木村 昭夫 広島大学, 先進理工系科学研究科(理), 教授 (00272534)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
谷田 博司 富山県立大学, 工学部, 准教授 (00452615)
田中 新 広島大学, 先進理工系科学研究科(先), 准教授 (70253052)
井村 健一郎 東京大学, 生産技術研究所, 特任研究員 (90391870)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 非共型空間群 / スピン・角度分解光電子分光 / ディラック線ノード半金属 / 強相関電子系 / デュアルフェルミオン法 / 非エルミート性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2022年度は、非共型超伝導体HfPSeについて放射光・角度分解光電子分光を行い、P正方格子に由来する急峻なエネルギー分散を観測した。その群速度（Dirac速度）の大きさはグラフェンのものよりも速い毎秒1300 kmと見積もられた。同じ結晶構造をもち、Si正方格子を有するDirac半金属と比較することにより、さらに速いDirac速度を実現しうる物質設計への指針も得られた。
CeCoSiの隠れた秩序について、単結晶XRD実験で三斜晶歪があることがわかった。正方晶から三斜晶への低対称化は自明ではない。詳細な磁場中の基礎物性測定では、複雑な磁気相図が明らかにされ、電子系の関与が依然強く示唆される。高圧XRDと電気抵抗実験、および光学伝導の実験では、Ce由来の電子系の不安定性が指摘された。一方、関連物質のCeMnSiでは、Mnの磁気秩序下で、Ce由来の重い電子状態の可能性を指摘した。（日本物理学会欧文誌の注目論文）
強相関系の銅酸化物超伝導体について、次近接ホッピングまで考慮した正方格子ハバードモデルについて、Lanczos 厳密対角化法を有効アンダーソンモデルのソルバーとして用いたデュアルフェルミオン法を用いて調べた。 この系のいくつかの典型的なパラメータに対し、異常金属状態、擬ギャップ状態、超伝導状態、相分離状態の形成について、反強磁性揺らぎとの関連について議論した。
量子ウォークという概念をもとにトポロジカルに非自明な量子系の実装にアプローチした。通常の１次トポロジカル相に加えて、2次、3次という高次のトポロジカル相を系統的に実装する具体的な処方箋を考案し、論文にまとめた[M. Yamagishi, N. Hatano, K-I. Imura, H. Obuse, arXiv:2212.13044; Phys. Rev. A 107, 042206 (2023)]。
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| Research Progress Status |
令和4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4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Remarks |
CeMnSiの単結晶の物性を報じた論文が、日本物理学会欧文誌のeditor's choice（注目論文）に選定された。
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[Presentation] Band structure of ferromagnetic Fe4N thin-film revealed by spin- and angle- resolved photoelectron spectroscopy2023
Author(s)
Karen Nakanishi, Kiyotaka Ohwada, Kenta Kuroda, Kazuki Sumida, Hitoshi Sato, Koji Miyamoto, Taichi Okuda, Shinji Isogami, Keisuke Masuda, Yuya Sakuraba, Akio Kimura
Organizer
APS March Meeting 2023
Int'l Joint Research
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[Presentation] Direct observation of Dirac nodal-line fermions in a mixed-anion superconductor HfP2-xSex2023
Author(s)
Yukimi Nishioka, Satoshi Ishizaka, Kenta Kuroda, Akihiro Ino, Shiv Kumar, Kenya Shimada, Hijiri Kito, Izumi Hase, Shigeyuki Ishida, Kunihiko Oka, Hiroshi Fujihisa, Yoshito Gotoh, Yoshiyuki Yoshida, Akira Iyo, Hiraku Ogino, Hiroshi Eisaki, Kenji Kawashima, Yousuke Yanagi, Akio Kimura
Organizer
APS March Meeting 2023
Int'l Joint Research
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[Presentation] Minority-spin Dominated Band Structure of Fe4N Thin Films Revealed by Spin- and Angle-Resolved Photoelectron Spectroscopy2023
Author(s)
Karen Nakanishi, Kiyotaka Ohwada, Kenta Kuroda, Kazuki Sumida, Hitoshi Sato, Koji Miyamoto, Taichi Okuda, Shinji Isogami, Keisuke Masuda, Yuya Sakuraba, Akio Kimura
Organizer
第70回応用物理学会春季学術講演会
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[Presentation] 時空間反転対称な反強磁性体CeMnSiの重い電子状態と磁気相図2023
Author(s)
谷田博司, 松岡紘人, 川村幸裕, 比嘉野乃花, 松村武, 三本啓輔, 柳有起, 山田武見, 室裕司, 福原忠, 並木孝洋, 桑井智彦
Organizer
日本物理学会2023年春季大会
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[Presentation] CeMnSiの圧力誘起構造転移2023
Author(s)
西山紗恵, 中桐大輝, 池田翔, 猪狩航平, 林純一, 武田圭生, 関根ちひろ, 上床美也, Hanming Ma, 冨田崇弘, 高橋博樹, 谷田博司, 川村幸裕
Organizer
日本物理学会2023年春季大会
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[Presentation] Structural Analysis of CeCoSi under Pressure2022
Author(s)
Alisha Nurshafiqah Binti Amat Dalan, Kota Saito, Kakeru Ikeda, Hiroshi Tanida, Junichi hayashi, Teiki Takeda, Chirhio Sekine, and Yukihiro Kawamura
Organizer
The 29th International Conference on Low Temperature Physics (LT29)
Int'l Joint Research
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[Presentation] Crystal structure and resistivity of CeCoSi at low temperatures and under presures2022
Author(s)
Kakeru Ikeda, Alisha Nurshafiqah Binti Amat Dalan, Junichi Hayashi, Keiki Takeda, Chihiro Sekine, Takeshi Matsumura, Jun Gouchi, Yoshiya Uwatoko, Takahiro Tomita, Hiroki Takahashi, Hiroshi Tanida , and Yukihiro Kawamura
Organizer
The 29th International Conference on Low Temperature Physics (LT29)
Int'l Joint Research
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[Presentation] CeCoSiにおける圧力誘起構造相転移と価数不安定性の可能性2022
Author(s)
川村幸裕, 池田翔, Alisha Nurshafiqah Binti Amat Dalan, 林純一, 武田圭生, 関根ちひろ, 松村武, 郷地順, 上床美也, 冨田崇弘, 高橋博樹, 谷田博司
Organizer
日本物理学会2022年秋季大会
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