2013 Fiscal Year Annual Research Report
幾何学的位相による物質相：量子液体及びグラフェンでの応用と展開
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23340112
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
初貝 安弘 筑波大学, 数理物質系, 教授 (80218495)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
島野 亮 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (40262042)
青木 秀夫 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (50114351)
河原林 透 東邦大学, 理学部, 教授 (90251488)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | グラフェン / 量子液体 / カイラル凝縮相 / ファラデー回転 |
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| Research Abstract |
本年度も継続的に続けてきた年2回の実験ー理論の全体の研究会をはじめ、個別の研究交流のもとに、理論と実験が協調して研究を遂行しグラフェンをはじめとする量子液体相に関する物理的理解を深めるための研究を行ってきた。
まず、実験班での実績は次の通りである。昨年我々はSiC単結晶上にエピタキシャル成長した単層グラフェン試料を用いてファラデー回転角が磁場の離散的な値をとる、いわゆる光学量子ホール効果の実証実験に成功したが、実験で観測されたプラトー領域における回転角は理論から予測される値の0.7倍となっていた。この原因として単層グラフェンの面積充填率による影響を考え、面積充填率とファラデー回転角の関係について調べた。ラマン分光法を用いてグラフェン試料面上でラマンスペクトルの空間マッピングを行い、単層グラフェンの面積充填率を評価した。面積充填率が異なる試料のファラデー回転角を測定比較することにより、実験で観測された量子ファラデー回転角が理論値の0.7倍となる主な原因が面積充填率であることを明らかにした。
一方、理論班ではグラフェンでのカイラル対称性を重要なキーワードとして、乱れの効果、ダイマリゼーションの効果、多層グラフェンにおけるカイラル対称性の意義に関して数値的研究を併用し研究をすすめグラフェン固有の物理を明らかとした。さらには理論的には現在未だ未開といえるグラフェンにおける相互作用に関して磁場下での擬ポテンシャルを構成しカイラル凝縮相とよばれる多粒子基底状態を見いだした。さらにはこのカイラル凝縮相における励起ギャップが磁場に比例することを示し、対応する実験との関連も明らかとした。また、ディラック電子系のバルクエッジ対応に関してもその理論を構築した。
最後に本年度は研究最終年度であることに鑑み、現在までの研究を総括するとともに論文、研究集会にて研究成果を広く広報することにも努めた。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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