2017 Fiscal Year Annual Research Report
ワイル超伝導相の探索とデバイス提案
Publicly Offered Research
| Project Area | Frontiers of materials science spun from topology |
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| Project/Area Number |
16H00988
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
横山 毅人 東京工業大学, 理学院, 助教 (30578216)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ワイル超伝導 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ワイル超伝導相とは超伝導ギャップがある運動量においてゼロになりかつバンドが縮退していない相のことであり、その運動量の近傍で準粒子はワイル方程式に従う。この金属版に対応するワイル半金属はフェルミアークと呼ばれる表面状態やカイラル磁気効果（磁場下で磁場に平行な電流が誘起される効果）や軸性アノマリー（“電流”が保存しない）など通常固体物性では現れない効果がみられることが期待され注目されている。このような観点からワイル超伝導にも注目を集めている。本研究ではワイル超伝導相が対称性の破れに付随してどのように現れるかを明らかにしさらに相図を作成した。
具体的には、鏡映対称性を持ち時間反転対称性の破れた3次元の奇パリティまたは空間反転対称性の破れた超伝導体において一般的な相図を調べた。ワイル超伝導相はトポロジカルに自明な超伝導相と（ミラーチャーン数で特徴付けられる）トポロジカル結晶超伝導相の間に一般的に現れることを明らかにした。また、トポロジカル相転移においてワイル点の軌跡がミラーチャーン数の変化を決めることを示した。さらに、粒子ー正孔対称性とワイル点の軌跡の関係を議論した。これらの一般論に基づく結果を、具体的なモデル計算によっても確かめた。また、ワイル超伝導体はその表面にマヨラナアークと呼ばれる線状の表面状態を持つことが知られている。一方、トポロジカル結晶超伝導体はその表面にマヨラナコーンと呼ばれる状態を持つことが知られている。本研究ではモデル計算を用いて、マヨラナアークからマヨラナコーンにどのように移り変わっていくかを明らかにした。 以上の結果は、ワイル超伝導体を実験的に発見するための重要な指導原理になると考えられる。
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| Research Progress Status |
29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 |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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