2022 Fiscal Year Annual Research Report
量子スピン液体と高次トポロジーの協奏による新奇相の開拓
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20K14371
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
溝口 知成 筑波大学, 数理物質系, 助教 (30821847)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | トポロジカル相 / フラストレートスピン系 / 高次トポロジカル絶縁体 / 平方根トポロジカル絶縁体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では高次トポロジカル相とフラストレートスピン系の協奏により生み出される新奇な物質相の探索を目指した. 特に代表者らが課題開始以前の研究により確立した, 断熱接続の描像による高次トポロジカル相の理解を最大限に生かすことで新奇相の探索を試みた. 課題開始後は新たに「平方根トポロジカル相」という新たな視点を組み込むことで豊富な新奇トポロジカル相の提案や相互作用のある場合も含めたトポロジカル相の基礎物性に関する研究を多角的に行なった. 2020年度, 2021年度には平方根高次トポロジカル絶縁体の提案や相互作用のある高次トポロジカル絶縁体のクエンチダイナミクスに関する成果を得た. これらに加え, 2022年度には主要な成果として以下の2つを得た.
(i) 修飾ハニカム格子上の可解なキタエフ型スピン模型
修飾ハニカム格子は代表者が平方根高次トポロジカル相のプロトタイプを考案した格子構造である. 本研究では量子スピン液体の厳密可解模型であるキタエフ模型を, 修飾ハニカム格子上に拡張した模型を提案し, その模型の熱力学量やスピン相関関数が任意の温度で厳密に求められることを明らかにした. 本研究の成果は国際誌Journal of the Physical Society of Japanに掲載された. また日本物理学会2023年春季大会でポスター発表を行った.
(ii) 分数チャーン絶縁体における2粒子トポロジー
強相関トポロジカル相の代表例である分数チャーン絶縁体の安定化について, 近年様々な観点から議論がなされている. 本研究では, ハルデーンの擬ポテンシャルの議論とのアナロジーから２粒子問題に着目し, ２粒子バンド構造の持つトポロジーと多体系の分数チャーン絶縁体の関係について議論した. 本研究の成果は国際誌Physical Review Researchに掲載された.
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