2022 Fiscal Year Annual Research Report
Rotational symmetry breaking in strongly correlated quantum matters
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18H05227
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
松田 祐司 京都大学, 理学研究科, 教授 (50199816)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
幸坂 祐生 京都大学, 理学研究科, 教授 (80455344)
芝内 孝禎 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (00251356)
笠原 裕一 京都大学, 理学研究科, 准教授 (10511941)
柳瀬 陽一 京都大学, 理学研究科, 教授 (70332575)
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| Project Period (FY) |
2018-06-11 – 2023-03-31
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| Keywords | 量子スピン液体 / 熱量子ホール効果 / マヨラナ粒子 / チューリング機構 / 近藤絶縁体 / 量子振動 / スピン軌道モット絶縁体 / キタエフ模型 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、強相関電子系と量子スピン液体を中心に、超高精度で回転対称性の破れを検出できる装置を開発するなど、世界に例を見ないユニークな測定を組み合わすことにより、強く相互作用する量子凝縮体の研究にブレークスルーをもたらすことを目指した。
本年度の成果は具体的に社ストリー・サザーランド模型で記述される量子磁性体において熱ホール効果の値は理論で予測されている値よりも桁違いに小さく、ダンピングの効果が重要であることを明らかにした。またカゴメ量子スピン系物資の典型であるハーバードスミサイトにおける、比熱の新しいスケーリング則を発見し、磁気励起に対する新しい知見を得た。次に新しい近藤絶縁体において中性フェルミオンの存在と磁気不安定性の関係を明らかにした。次に、キタエフ量子スピン液体候補物質alpha-RuCl3において精密な比熱を行いディラックコーンとマヨラナギャップの存在の熱力学的証拠を示しただけでなく、強磁場中で新しいスピン状態に相転移することを熱輸送現象によりしめした。さらに半整数熱量子ホール効果が観測される物質と観測されない物質の違いについて明らかにした。また弾性抵抗の測定により、FeSeS系においてはネマティック揺らぎが超伝導対形成に重要な役割を果たすことを解明した。これらとは別に、alpha-RuCl3の単層膜を作成している時に偶然beta-RuCl3が作成できた。これが2-4nmの幅で単層の厚みを持ち、長さ数マイクロメーターの原子ワイヤができることを発見した。この原子ワイヤが形成される機構として我々は、原子レベルのチューリング機構という非平衡拡散プロセスを提唱した。
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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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[Journal Article] Growth of self-integrated atomic quantum wires and junctions of a Mott semiconductor2023
Author(s)
Tomoya Asaba, Lang Peng, Takahiro Ono, Satoru Akutagawa, Ibuki Tanaka, Hinako Murayama, Shota Suetsugu, Aleksandar Razpopov, Yuichi Kasahara, Takahito Terashima, Yuhki Kohsaka, Takasada Shibauchi, Masatoshi Ichikawa, Roser Valenti, Shinichi Sasa, Yuji Matsuda
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Journal Title
Science Advances
Volume: in press
Pages: -
Peer Reviewed / Open Access
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