Kitaevスピン液体における新奇量子相の探索及び、新規物性の理論的提案

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20J20385
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 瀧川 大地 大阪大学, 基礎工学研究科, 特別研究員(DC1)
• Project Period (FY): 2020-04-24 – 2023-03-31
• Keywords: キタエフスピン液体

Outline of Annual Research Achievements

キタエフ磁石におけるマヨラナエッジ状態の効果を調査し、マヨラナフェルミオンの直接的な存在証拠を提供するための実験を提案し、キタエフカイラルスピン液体の新しい応用先を提案することを目指して活動してきました。
具体的には、キタエフ候補物質内に存在する非キタエフ相互作用が実現する新奇な量子相や発現する新規物性、さらにはマヨラナ粒子の新たな熱輸送現象を予測し、開拓することを目標としていました。これらの研究は順調に進行しました。
これまでの研究では、キタエフ磁性体におけるスピンゼーベック効果を提案し、カイラルエッジ状態の効果を調べ、マヨラナフェルミオンの確かな証拠を提供するための実験を提案しました。本年度はエッジにおいて作用するジャロシンスキー・守谷（DM）相互作用誘起の非相反輸送現象の開拓を行ました。
DM相互作用はバルクにおいてはキタエフ相互作用に比べて小さな値を持つことが知られていますが、対称性の破れた境界では有限の値を持つ可能性があります。この相互作用によってエネルギー分散が非線形かつ非対称に変化し、非相反輸送を実現することができます。この発見は、キタエフスピン液体の非相反輸送の実験を進展させ、スピン液体のマヨラナエッジ状態の本質についての理解につながります。
これらの成果を、博士論文にまとめ発表しました。今後は、さらなる実験や応用の提案によってキタエフ磁石におけるマヨラナエッジ状態の研究を発展させていくと期待され、ます。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

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。