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2014 Fiscal Year Annual Research Report

物性物理に発する非可換幾何学モデルの提案

Research Project

Project/Area Number 23654020
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

小谷 元子  東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (50230024)

Project Period (FY) 2011-04-28 – 2015-03-31
Keywords非可換幾何学 / 準結晶 / 格子欠陥 / 量子ホール効果
Outline of Annual Research Achievements

結晶のミクロ構造を単純化した数理モデルとして結晶格子を考え、その標準的実現により原子配置が定まる物質の物性と幾何構造の関係を調べるという研究目的に沿って、下記の項目に関して研究を行い、成果を得た。トポロジカル絶縁体に物質の幾何構造がどのように反映するかを様々な幾何を用いて解析するという 研究目的に基づき、固体物理で注目されているバルクーエッジ対応の理解に努めた。1)Schultz-Baldes, Villegas-Blasとの共同研究をおこない、非可換幾何学を用いてランダムポテンシャルがある場合に理論を拡張し、2つの物質の界面に流れる界面流を、物質のチャーン数(C*環の)の差で表した、2)古田、林、窪田、松尾、佐藤との共同研究を行い、より一般的な設定でバルクーエッジ対応が成立する背景となる上位概念であるギャップインデックスを発見し、バルク指数、エッジ指数がそのGysin写像による押し出しであることを解明、3)内藤、田上との共同研究を行い、3重周期、Octahedral対称性をもつ負曲率カーボン材料の安定構造を分類し、その電気伝導性を調べた。3月に海外から研究者を招へいし、トポロジカル相に関する勉強会を開催し、理解を深めることができた。赤間氏が中心となり物理化学の福村研と相分離の初期段階の観測と数理モデルの検証を行った。構造化照明によって、解像度限界を超える微細構造の観測に成功し、初期段階の相分離が通常の数学モデルに沿わないことを解析した。その現象を説明するモデルをシミュレーションで確認した。

  • Research Products

    (10 results)

All 2015 2014

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 1 results) Presentation (5 results) (of which Invited: 3 results)

  • [Journal Article] Geometric measures of finite carbon nanotube molecules: A proposal for length index and filling indexes2014

    • Author(s)
      Taisuke Matsuno, Hisashi Naito, Shunpei Hitosugi, Sota Sato, Motoko Kotani, Hiroyuki Isobe
    • Journal Title

      Pure and Applied Chemistry

      Volume: 86(4) Pages: 489~495

    • DOI

      10.1515/pac-2014-5006

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Negatively curved cubic carbon crystals with octahedral symmetry2014

    • Author(s)
      MakotoTagami, Yunye Liang, Hisashi Naito, Yoshiyuki Kawazoe, Motoko Kotani
    • Journal Title

      Carbon

      Volume: 76 Pages: 266~274

    • DOI

      10.1016/j.carbon.2014.04.077

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Mesoscopic Dynamics of Laser-Induced Phase Separation in Water and 2-Butoxyethanol Mixtures Revealed by Nanosecond Time-Resolved Light Scattering2014

    • Author(s)
      Shuichi Toyouchi, Shinji Kajimoto, Masatoshi Toda, Toshihiro Kawakatsu, Yohji Akama, Motoko Kotani, Hiroshi Fukumura
    • Journal Title

      Chemistry Letters

      Volume: 43(12) Pages: 1838~1840

    • DOI

      10.1246/cl.140698

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Quantization of interface currents2014

    • Author(s)
      Motoko Kotani, Hermann Schultz-Baldes, Carlos Villegas-Blas
    • Journal Title

      Journal of Mathematical Physics

      Volume: 55(12) Pages: 121901 1~9

    • DOI

      10.1063/1.4902377

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 炭素の新しい結晶 K4 と代数学2014

    • Author(s)
      小田 忠雄
    • Journal Title

      数理科学

      Volume: 611 Pages: 49~54

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Mathematical challenge to structural understanding of materials2015

    • Author(s)
      小谷 元子
    • Organizer
      2015 East Asian Core Doctorial Forum on Mthematics
    • Place of Presentation
      国立台湾大学(台北,台湾)
    • Year and Date
      2015-01-19
    • Invited
  • [Presentation] Discrete geometric analysis applied to structural understanding of materials2014

    • Author(s)
      小谷 元子
    • Organizer
      Inverse Problems and Spectral Theory
    • Place of Presentation
      Texas A&M University(カレッジステーション,アメリカ)
    • Year and Date
      2014-10-17
    • Invited
  • [Presentation] 材料科学へのトポロジーの応用2014

    • Author(s)
      小谷 元子
    • Organizer
      幾何学とインターネットの数理2014
    • Place of Presentation
      東京大学玉原国際セミナーハウス(群馬県沼田市)
    • Year and Date
      2014-07-20
    • Invited
  • [Presentation] The rigidity, deformation and tile-transitivity of spherical tilings2014

    • Author(s)
      赤間 陽二
    • Organizer
      Japan Conference on Graph Theory and Combinatorics
    • Place of Presentation
      日本大学(東京都世田谷区)
    • Year and Date
      2014-05-19
  • [Presentation] Solution to spherical Hilbert eighteenth problem and the deformation of spherical tilings2014

    • Author(s)
      赤間 陽二
    • Organizer
      Canberra - Japan Meeting, “Pattern Formation: Mathematics and Materials”.
    • Place of Presentation
      Australia National University, Canberra, Australia
    • Year and Date
      2014-04-29

URL: 

Published: 2016-06-01  

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