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2013 Fiscal Year Annual Research Report

特異なバンド構造を持つ低次元電子系の輸送特性における乱れの効果

Research Project

Project/Area Number 22540336
Research InstitutionToho University

Principal Investigator

河原林 透  東邦大学, 理学部, 教授 (90251488)

Project Period (FY) 2010-04-01 – 2014-03-31
Keywords物性理論 / メゾスコピック・局在 / グラフェン / ディラック電子 / カイラル対称性
Research Abstract

研究計画に述べたように、昨年度に得られた成果を踏まえ、ディラック電子系のゼロモードのランダムネスに対する安定性とカイラル対称性の関係についてさらに研究を進めた。
まず、昨年までの2層グラフェンにおける結果を踏まえ、3層グラフェンの場合にゼロモードランダウ準位の安定性をABAおよびABC積層について調べた。その結果、カイラル対称性が保存されていれば、3重縮退したゼロモードのランダウ準位がすべてデルタ関数型の異常性を示すことがわかった。また、様々な層間ホッピングの影響についても調べ、カイラル対称性を壊すような層間ホッピングによってデルタ関数的な異常性が抑制される傾向にあることも示すことができた。
一方、光学格子系で実現が期待されている2つのディラック・コーンのエネルギー縮退が解けた場合の一般化されたカイラル対称性の効果についても調べた。その結果、ディラック・コーンが傾いていて、通常のカイラル対称性が壊れている場合でも、一般化されたカイラル対称性が保存していれば、ゼロモードのランダウ準位が短距離相関しかもたないランダムネスに対してもデルタ関数型の異常性を示すことを示した。これは、エネルギー縮退が解けることにより、2つのディラック・コーン間の散乱が抑制されるためだと解釈でき、光学格子系ではランダムネスがなめらかか否かにかかわらず、一般化されたカイラル対称性さえ保存していれば、デルタ関数型の異常性が幅広い系での観測できる可能性を示唆している。
さらに、ケクレ型ボンド秩序がある場合のトポロジカルな欠陥近傍の局所状態密度をKernel Polynomial 法を用いて調べた。その結果、欠陥近傍に局在したゼロモード準位が存在することが確認でき、また、その状態がカイラル対称性を保存するようなランダムネスに対して強い安定性を示すことがわかった。

Current Status of Research Progress
Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (14 results)

All 2014 2013 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (8 results)

  • [Journal Article] Sharp zero-energy Landau levels in multilayer graphene2014

    • Author(s)
      H. Sakamoto, Y. Hatsugai, H. Aoki, and T. Kawarabayashi
    • Journal Title

      JPS Conf. Proc.

      Volume: 1 Pages: 012069

    • DOI

      10.7566/JPSCP.1.012069

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Chiral Symmetry and Many-Body Effect in Multilayer Graphene2013

    • Author(s)
      Yuji Hamamoto, Tohru Kawarabayashi, Hideo Aoki, and Yasuhiro Hatsugai
    • Journal Title

      Journal of Physics : Conference series

      Volume: 456 Pages: 012013

    • DOI

      10.1088/1742-6596/456/1/012013

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Chiral Symmetry and Fermion Doubling in the Zero-mode Landau Levels of Massless Dirac Fermions with Disorder2013

    • Author(s)
      Tohru Kawarabayashi, Takahiro Honda, Hideo Aoki, Yasuhiro Hatsugai
    • Journal Title

      AIP Conference Proceedings

      Volume: 1566 Pages: 283-284

    • DOI

      10.1063/1.4848396

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Chiral symmetry and its manifestation in optical responses in graphene: interaction and multi-layers2013

    • Author(s)
      Y. Hatsugai, T. Morimoto, T. Kawarabayashi, Y. Hamamoto, and H. Aoki
    • Journal Title

      New Journal of Physics

      Volume: 15 Pages: 0350232

    • DOI

      10.1088/1367-2630/15/3/035023

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Spin-resolved chiral condensate as a spin unpolarized \nu=0 quantum Hall state in graphene2013

    • Author(s)
      Y. Hamamoto, T. Kawarabayashi, H. Aoki, and Y. Hatsugai
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 88 Pages: 195141

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.88.195141

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Stability of zero-mode Landau levels in bilayer graphene against disorder in the presence of the trigonal warping.2013

    • Author(s)
      T. Kawarabayashi, Y. Hatsugai, and H. Aoki
    • Journal Title

      Journal of Physics: Conference series

      Volume: 456 Pages: 012020

    • DOI

      10.1088/1742-6596/456/1/012020

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Robust zero-mode Landau levels in graphene with Kekulé bond ordering

    • Author(s)
      T. Kawarabayashi, Y. Hatsugai, H. Aoki
    • Organizer
      Graphene Week 2013
    • Place of Presentation
      Chemnitz, Germany
  • [Presentation] Landau levels of disordered massless Dirac fermions when the Dirac cones are both shifted and tilted

    • Author(s)
      T. Honda, Y. Hatsugai, H. Aoki, and T. Kawarabayashi(presenter)
    • Organizer
      The 20th international conference on Electric Properties of Tow-Dimensional Systems
    • Place of Presentation
      Wroclaw, Poland
  • [Presentation] Sharp zero-energy Landau levels in multilayer graphene

    • Author(s)
      H. Sakamoto, Y. Hatsugai, H. Aoki, and T. Kawarabayashi
    • Organizer
      The 12th Asia Pacific Physics Conference
    • Place of Presentation
      幕張メッセ(千葉県千葉市)
  • [Presentation] Chiral Symmetry and Spin-Unpolarized ν=0 State in Graphene in a Magnetic Field

    • Author(s)
      Y. Hamamoto, T. Kawarabayashi, H. Aoki, and Y. Hatsugai
    • Organizer
      The 12th Asia Pacific Physics Conference
    • Place of Presentation
      幕張メッセ(千葉県千葉市)
  • [Presentation] 磁場中グラフェンのスピン非偏極なカイラル凝縮相の相関関数

    • Author(s)
      濱本雄治、河原林透、青木秀夫、初貝安弘
    • Organizer
      日本物理学会2013年秋期大会
    • Place of Presentation
      徳島大学常三島キャンパス(徳島県徳島市)
  • [Presentation] 3層グラフェンのゼロエネルギー・ランダウ準位のランダムネスに対する安定性

    • Author(s)
      坂本紘樹、初貝安弘、青木秀夫、河原林透
    • Organizer
      日本物理学会2013年秋期大会
    • Place of Presentation
      徳島大学常三島キャンパス(徳島県徳島市)
  • [Presentation] 傾いたディラック・コーンにエネルギー差がある場合のn=0ランダウ準位の異常性

    • Author(s)
      本田貴大、初貝安弘、青木秀夫、河原林透(登壇者)
    • Organizer
      日本物理学会2013年秋期大会
    • Place of Presentation
      徳島大学常三島キャンパス(徳島県徳島市)
  • [Presentation] ケクレ型ボンド秩序があるグラフェンのドメイン境界における局所状態密度

    • Author(s)
      井上裕哉、初貝安弘、青木秀夫、河原林透
    • Organizer
      日本物理学会第69回年次大会
    • Place of Presentation
      東海大学湘南キャンパス(神奈川県平塚市)

URL: 

Published: 2015-05-28  

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