2021 Fiscal Year Annual Research Report
Emergent quantization phenomena in strongly coupled hybrid open quantum systems
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20H01830
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
野村 健太郎 九州大学, 理学研究院, 教授 (00455776)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
荒木 康史 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 先端基礎研究センター, 研究副主幹 (10757131)
佐藤 正寛 茨城大学, 理工学研究科(理学野), 准教授 (90425570)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ハイブリッド量子系 / トポロジカル物質 / 量子輸送現象 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
強磁性電極を備えたトポロジカルなディラック半金属における従来とは異なるタイプのホール効果を提案しました。 トポロジカルなディラック半金属自体は時間反転対称性を持っていますが、取り付けられた強磁性電極はそれを破り、大きなホール応答を引き起こします。 この誘導ホール効果は、トポロジカル ディラック半金属や量子スピン ホール絶縁体などのトポロジカル物質で発生するヘリカル表面/エッジ状態の特徴です。
磁性ワイル半金属の電流および電荷誘起スピントルクを理論的に研究しました。 スピン軌道トルクとスピントランスファートルクを含むすべての電流誘起スピントルクを、空間的および時間的導関数と電流に関して一次まで決定しました。 電荷誘起スピン トルクは、モデル内のスピン演算子と軸電流演算子の間の対応によるカイラル異常に由来します。
積層カゴメ系Ｃｏ３Ｓｎ２Ｓ２の磁性に対するキャリアドーピング効果を有効モデルとＨａｒｔｒｅｅ‐Ｆｏｃｋ法に基づいて研究した。 さらに、電子ドープ領域では、ノンコリニア反強磁性秩序が見られます。
Cd3AS2やNa3Biなどのトポロジカルディラック半金属の格子模型において，電子スピンに結合した局所磁気モーメントを導入することにより，トポロジカルディラック半金属が交換相互作用を通して磁性ワイル半金属あるいは線ノード半金属に変化することを明らかにした．トポロジカル線ノード半金属においては，バンドのトポロジーはZak位相とその積分値の整数によって特徴付けることができた．これはドラムヘッド型表面状態として教会におけるゼロモードの安定性を保証するものである．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
該当年度はトポロジカルディラック半金属のバンドトポロジーと輸送現象に関する研究を進展させることができた．その深度は当初と計画通りである．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後はカゴメ格子系などより具体的な物理系の模型を用いて，スピン伝導やスピンダイナミクスの研究を進めていく．
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