2022 Fiscal Year Annual Research Report
円偏光照射による電子系のスピン偏極とスピン依存シフト電流の理論
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20K03841
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| Research Institution | Kanazawa Institute of Technology |
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Principal Investigator |
田中 康寛 金沢工業大学, 基礎教育部, 講師 (50541801)
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2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 光誘起相転移 / トポロジカル絶縁体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
最終年度では、円偏光を照射したディラック電子系物質における光誘起ダイナミクスについて理論的に調べた。強い電子間相互作用によって電荷秩序を持つ絶縁体となったディラック電子系に円偏光を照射すると、電荷秩序の融解ダイナミクスと、ディラック電子系におけるトポロジカルな相変化が同時に起こり、それらの競合による新しい光誘起現象が期待できる。これについて、平均場近似の範囲で時間発展計算とフロケ理論を組み合わせた解析を行った。その結果、まず光照射で電荷秩序が融解してディラック電子系が現われ、さらに光強度を強くすることでトポロジカル絶縁体に転移するという２段階の光誘起相転移が起こることを見出した。本研究課題の開始当初はスピンに依存した光誘起現象を調べる予定であったが、その過程で、電子間相互作用に起因する新たな光誘起相転移の発見に至ったため、その解析に注力することとなった。さらに、有機導体α-(BEDT-TTF)2I3において、フロケ理論を用いて円偏光照射下で様々なタイプの光誘起相転移が起こることを理論的に提案した。
研究期間全体では、スピン軌道相互作用を持つ電子系を対象として、円偏光照射によって起こるスピン偏極を時間依存シュレディンガー方程式による実時間ダイナミクスおよびフロケ理論により調べた。特に、スピン偏極に対する周波数や電場強度依存性を詳細に調べ、バンド構造を持つ多電子系における逆ファラデー効果として理論的に理解できることを明らかにした。また、スピン軌道相互作用の強い現実の半導体で、この現象の観測可能性を議論した。
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Research Products
(6 results)
