2016 Fiscal Year Annual Research Report
Theoretical studies on topological aspects of silicene and related materials
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25400317
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
江澤 雅彦 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 講師 (10504805)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | トポロジカル物質 / 砂時計フェルミオン / マルチ・バンド・タッチング・フェルミオン / ノンシンモルフィック対称性 / スキルミオン / トポロジカル絶縁体 / ワイル半金属 / ディラック半金属 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
最近、ノンシンモルフィック対称性に保護された新しいタイプのフェルミオンである砂時計フェルミオンが提案され、着目されている。これを導出する模型を積層ハニカム系にノンシンモルフィック対称性を課すことで構成した。また、対称性に保護されたマルチバンドタッチング系も着目されている。立方対称性を持つ格子模型で四バンドタッチングが実現し、擬スピン3/2のフェルミオンで記述されることを示した。
燐の単原子層物質であるフォスフォレンではパッカード構造という特殊なハニカム構造を持つために、スキュー・エッジという新しいタイプのエッジが可能であることを示し、そのエッジ状態とトポロジカルな原因について明らかにした。
ゲルマニウムの単原子層物質であるゲルマネンをゲルマニウム・プラチナ基盤上に実験的に作成し、STM測定を行うことにより、ディラック電子が存在することの実験的兆候を発見した。
スキルミオンのダイナミクスにはスキルミオン・ホール効果というマグナス力に似た力が働き、電流に対して直進しないのでデバイスへの応用が困難である、という問題があった。昨年度は二層系で完全にスキルミオン・ホール効果が抑制されることを指摘した。多層系のスキルミオンのダイナミクスを数値シミュレーションを用いて解析し、スキルミオン・ホール効果に偶奇性があり、ティエレ方程式でよく記述できることを示した。また、スキルミオンとアンチ・スキルミオンが同心円状に配置したスキルミオニウムというスキルミオンの分子状構造の電流誘起ダイナミクスを数値的に解析し、電流に対してほぼ直進することを発見した。しかし、内部自由度のダイナミクスも同時に誘起されるので、崩壊を防ぐためには電流の上限があることを示した。
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