Investigation of new quantum phases by quantum quench in correlated electron systems

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K20343
• Project/Area Number (Other): 18H05324 (2018-2019)
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
• Allocation Type: Multi-year Fund (2020); Single-year Grants (2018-2019)
• Review Section: Medium-sized Section 13:Condensed matter physics and related fields
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Shimano Ryo 東京大学, 低温科学研究センター, 教授 (40262042)
• Project Period (FY): 2018-06-29 – 2021-03-31
• Keywords: 量子クエンチ / 非平衡 / 超伝導 / 電荷密度波 / 光誘起相転移 / テラヘルツ / 非線形光学応答 / 超高速分光

Outline of Final Research Achievements

We have investigated new matter phases induced by ultrafast quantum quench method in correlated electron systems, including transition metal dichalcogenides, iron-based superconductors and high Tc cuprate superconductors, by using ultrafast laser spectroscopy techniques. Light-induced non-thermal transitions to hidden states are demonstrated in those materials, revealing the essential interplay between competing quantum phases.

Free Research Field

光物性物理

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

光学的量子クエンチによる新たな物質相の探索という新しいアプローチを具現化し、遷移金属ダイカルコゲナイド物質、鉄系超伝導体、銅酸化物高温超伝導体において非熱的電子相制御に道を拓いた本研究は、非平衡物性科学の進展に大きく貢献したといえる。鉄系超伝導体の光誘起超伝導増強、銅酸化物高温超伝導体の光誘起相の解明は、その多様な基底状態、超伝導発現機構の解明にも貢献すると期待される。量子相の人為的相制御の実証は量子物質の機能応用の観点からも社会還元につながる重要な進展である。