• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to project page

2018 Fiscal Year Annual Research Report

強相関異方的超伝導体におけるトポロジカル相の理論研究

Publicly Offered Research

Project AreaFrontiers of materials science spun from topology
Project/Area Number 18H04225
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

柳瀬 陽一  京都大学, 理学研究科, 准教授 (70332575)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2020-03-31
Keywordsトポロジカル超伝導 / 非共形空間群 / ノーダル超伝導
Outline of Annual Research Achievements

トポロジカル絶縁体・超伝導の研究は著しい進歩を遂げ、物性科学の新分野として確立した。トポロジカル超伝導の研究においては、人工構造によるトポロジカル相が精力的に研究されてきた。それとは対照的にバルク物質の非従来型クーパー対に起因する多彩なトポロジカル超伝導を明らかにすることがこの課題の目的である。本年度は以下の成果を得た。
(1)メビウス型トポロジカル超伝導
バルク物質では結晶の対称性が保存されるため、様々なタイプのトポロジカル結晶超伝導が原理的に可能である。なかでも非共型空間群に保護されたメビウス型トポロジカル超伝導は、連続系に対応物を持たない結晶特有のトポロジカル相であり、特異なマヨラナ状態を伴う。そのため大きな注目を集めているが、その実例は知られていなかった。私達は強磁性超伝導体として知られているUCoGeがメビウス型トポロジカル超伝導体であることを示した。トポロジカル周期表には存在しないZ4指数で特徴づけられ、数理的にも新しいトポロジカル相である。また、Z4指数を数値的に計算するためのゲージ不変な公式を導出し、数値計算を実証した。
(2)超伝導体のトポロジカルに保護されたノード
群論による超伝導ギャップの分類学とK理論によるトポロジカル相の分類学を組み合わせることで、従来知られていなかったギャップノードを解明した。まず、非共型空間群対称性に守られたラインノードが反対称スピン軌道相互作用に由来することを示し、それがトポロジカルに保護されていることを示した。また、ラインノードが出現する必要十分条件を明らかにし、230ある空間群の全てを解析した。さらに磁性超伝導体を扱えるように理論を拡張し、それを特徴づけるトポロジカル数と表面状態を同定した。そして、超伝導ギャップのポイントノードが電子の角運動量に依存することを発見した。このポイントノードを含む対称線上ノードの完全な分類を行った。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

非共形空間群対称性に保護されたトポロジカル超伝導体の同定に成功した、そして超伝導ギャップノードを対称性とトポロジーの両面から特徴づけ両者の相関を明らかにした。これらはトポロジカル超伝導研究における重要な成果であるので、本研究課題はおおむね順調に進展していると判断する。

Strategy for Future Research Activity

これまでの研究により同定したトポロジカル超伝導体の特徴的な応答を計算し、トポロジーと超伝導の協奏による物質の新機能性探索を行う。

  • Research Products

    (48 results)

All 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (19 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 16 results) Presentation (26 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 8 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] Los Alamos National Laboratory(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      Los Alamos National Laboratory
  • [Int'l Joint Research] The Chinese University of Hong Kong(中国)

    • Country Name
      CHINA
    • Counterpart Institution
      The Chinese University of Hong Kong
  • [Journal Article] Classification of topological crystalline superconducting nodes on high-symmetry lines: Point nodes, line nodes, and Bogoliubov Fermi surfaces2019

    • Author(s)
      Sumita Shuntaro、Nomoto Takuya、Shiozaki Ken、Yanase Youichi
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 99 Pages: 134513/1-19

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.99.134513

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Magnetoelectric Response in Electric Octupole State: Possible Hidden Order in Cuprate Superconductors2019

    • Author(s)
      Hitomi Takanori、Yanase Youichi
    • Journal Title

      Journal of the Physical Society of Japan

      Volume: 88 Pages: 054712/1-15

    • DOI

      10.7566/JPSJ.88.054712

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Theory of spin magnetic quadrupole moment and temperature-gradient-induced magnetization2019

    • Author(s)
      Shitade Atsuo、Daido Akito、Yanase Youichi
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 99 Pages: 024404/1-12

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.99.024404

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Nonsaturating large magnetoresistance in the high carrier density nonsymmorphic metal CrP2019

    • Author(s)
      Niu Q.、Yu W. C.、Aulestia E. I. Paredes、Hu Y. J.、Lai Kwing To、Kotegawa H.、Matsuoka E.、Sugawara H.、Tou H.、Sun D.、Balakirev F. F.、Yanase Y.、Goh Swee K.
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 99 Pages: 125126/1-6

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.99.125126

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Observation of a Magnetopiezoelectric Effect in the Antiferromagnetic Metal EuMnBi22019

    • Author(s)
      Shiomi Y.、Watanabe H.、Masuda H.、Takahashi H.、Yanase Y.、Ishiwata S.
    • Journal Title

      Physical Review Letters

      Volume: 122 Pages: 127207/1-5

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.122.127207

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Z4 Topological Superconductivity in UCoGe2019

    • Author(s)
      Akito Daido, Tsuneya Yoshida, Youichi Yanase
    • Journal Title

      Phys. Rev. Lett.

      Volume: - Pages: 印刷中

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Efficient method to compute Z4-indices with glide symmetry and applications to Mobius materials, CeNiSn and UCoGe2019

    • Author(s)
      Tsuneya Yoshida, Akito Daido, Norio Kawakami, Youichi Yanase
    • Journal Title

      Phys. Rev. B

      Volume: - Pages: 印刷中

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 発展する物性物理-現代のキーワードを中心に-:超伝導2019

    • Author(s)
      柳瀬陽一
    • Journal Title

      数理科学

      Volume: 667 Pages: 7

  • [Journal Article] Symmetry-protected line nodes and Majorana flat bands in nodal crystalline superconductors2018

    • Author(s)
      Kobayashi Shingo、Sumita Shuntaro、Yanase Youichi、Sato Masatoshi
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 97 Pages: 180504(R)/1-5

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.97.180504

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Unconventional superconducting gap structure protected by space group symmetry2018

    • Author(s)
      Sumita Shuntaro、Yanase Youichi
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 97 Pages: 134512/1-16

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.97.134512

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Orbitally limited pair-density-wave phase of multilayer superconductors2018

    • Author(s)
      Moeckli David、Yanase Youichi、Sigrist Manfred
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 97 Pages: 144508/1-11

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.97.144508

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Anomalous Change in the de Haas?van Alphen Oscillations of CeCoIn5 at Ultralow Temperatures2018

    • Author(s)
      Shishido Hiroaki、Yamada Shogo、Sugii Kaori、Shimozawa Masaaki、Yanase Youichi、Yamashita Minoru
    • Journal Title

      Physical Review Letters

      Volume: 120 Pages: 177201/1-6

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.120.177201

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Theory of orbital magnetic quadrupole moment and magnetoelectric susceptibility2018

    • Author(s)
      Shitade Atsuo、Watanabe Hikaru、Yanase Youichi
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 98 Pages: 020407(R)/1-6

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.98.020407

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Spin-orbit-coupled ferroelectric superconductivity2018

    • Author(s)
      Kanasugi Shota、Yanase Youichi
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 98 Pages: 024521/1-11

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.98.024521

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Group-theoretical classification of multipole order: Emergent responses and candidate materials2018

    • Author(s)
      Watanabe Hikaru、Yanase Youichi
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 98 Pages: 245129/1-24

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.98.245129

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Odd-parity multipole fluctuation and unconventional superconductivity in locally noncentrosymmetric crystal2018

    • Author(s)
      Ishizuka Jun、Yanase Youichi
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 98 Pages: 224510/1-13

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.98.224510

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Symmetry analysis of current-induced switching of antiferromagnets2018

    • Author(s)
      Watanabe Hikaru、Yanase Youichi
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 98 Pages: 220412(R)/1-7

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.98.220412

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] パリティ対称性の破れと磁性・多極子・超伝導2018

    • Author(s)
      柳瀬陽一
    • Journal Title

      物性研究・電子版

      Volume: 7 Pages: 072204

  • [Journal Article] トポロジカルd波超伝導-超伝導体におけるHaldaneモデルの物理-2018

    • Author(s)
      大同暁人,柳瀬陽一
    • Journal Title

      固体物理

      Volume: 53 Pages: 759

  • [Presentation] 対称性の表現に基づくトポロジカル相の指標の拡張とトポロジカル超伝導探索2019

    • Author(s)
      小野清志郎, 柳瀬陽一, 渡辺悠樹
    • Organizer
      日本物理学会第74回年次大会
  • [Presentation] 電気分極とのアナロジーによるスペクトルバルクエッジ対応の証明2019

    • Author(s)
      大同暁人, 柳瀬陽一
    • Organizer
      日本物理学会第74回年次大会
  • [Presentation] 格子ブリルアンゾーンにおけるメビウストポロジカル相の特徴づけ - Fukui-Hatsugai-Suzuki 公式の拡張-2019

    • Author(s)
      吉田恒也, 大同暁人, 川上則雄, 柳瀬陽一
    • Organizer
      日本物理学会第74回年次大会
  • [Presentation] d波超伝導エッジ状態における超伝導エーデルシュタイン効果の理論的研究2019

    • Author(s)
      池田侑平, 柳瀬陽一
    • Organizer
      日本物理学会第74回年次大会
  • [Presentation] 軌道磁気四極子モーメントと電気磁気感受率の理論2019

    • Author(s)
      下出敦夫, 渡邉光, 柳瀬陽一
    • Organizer
      日本物理学会第74回年次大会
  • [Presentation] 高対称線上におけるトポロジカル結晶超伝導ノードの分類2019

    • Author(s)
      角田峻太郎, 野本拓也, 塩崎謙, 柳瀬陽一
    • Organizer
      日本物理学会第74回年次大会
  • [Presentation] URu2Si2のワイル超伝導におけるカイラリティ反転と熱ホール効果2019

    • Author(s)
      坂本直樹, 柳瀬陽一
    • Organizer
      日本物理学会第74回年次大会
  • [Presentation] 二層遷移金属ダイカルコゲナイドにおける光誘起トポロジカル相転移2019

    • Author(s)
      蝶野弘臣, 柳瀬陽一
    • Organizer
      日本物理学会第74回年次大会
  • [Presentation] SrTiO3における反対称スピン軌道相互作用と強誘電超伝導2019

    • Author(s)
      金杉翔太, 柳瀬陽一
    • Organizer
      日本物理学会第74回年次大会
  • [Presentation] 重い電子系における非共型トポロジカル超伝導2019

    • Author(s)
      柳瀬陽一
    • Organizer
      日本物理学会第74回年次大会
    • Invited
  • [Presentation] Classification of nodal superconducting gap by symmetry and topology2019

    • Author(s)
      柳瀬陽一
    • Organizer
      第4回「トポロジーが紡ぐ物質科学のフロンティア」領域研究会
  • [Presentation] 奇パリティ多極子相の分類学と電磁応答・超伝導2018

    • Author(s)
      柳瀬陽一
    • Organizer
      日本物理学会2018年秋季大会
    • Invited
  • [Presentation] 反強磁性体の電気的制御に関する対称性からのアプローチ2018

    • Author(s)
      渡邉光, 柳瀬陽一
    • Organizer
      日本物理学会2018年秋季大会
  • [Presentation] 低キャリア超伝導体SrTiO3における電気双極子秩序と超伝導の共存2018

    • Author(s)
      金杉翔太, 柳瀬陽一
    • Organizer
      日本物理学会2018年秋季大会
  • [Presentation] 絶縁体における局所磁気四極子モーメント2018

    • Author(s)
      大同暁人, 下出敦夫, 柳瀬陽一
    • Organizer
      日本物理学会2018年秋季大会
  • [Presentation] 奇パリティ磁気多極子揺らぎに誘起される超伝導2018

    • Author(s)
      角田峻太郎, 柳瀬陽一
    • Organizer
      日本物理学会2018年秋季大会
  • [Presentation] 第一原理計算によるUPt3の電子状態と超伝導ギャップ構造2018

    • Author(s)
      石塚淳, 角田峻太郎, 柳瀬陽一
    • Organizer
      日本物理学会2018年秋季大会
  • [Presentation] Mobius Topological Superconductivity in UPt3 and UCoGe2018

    • Author(s)
      Youichi Yanase
    • Organizer
      21st International conference on magnetism (ICM2018)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Classification theory of multipole order and emergent responses2018

    • Author(s)
      Youichi Yanase
    • Organizer
      Novel Phenomena in Quantum Materials driven by Multipoles and Topology
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Topological superconductivity by multipole fluctuation2018

    • Author(s)
      Youichi Yanase
    • Organizer
      TMS-PKU 2nd Alliance Workshop “Topological Materials and Quantum Materials”
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Multi-orbital noncentrosymmetric superconductivity in SrTiO3/LaAlO32018

    • Author(s)
      Youichi Yanase
    • Organizer
      International Workshop in AIST: Ferroelectric QCP, Superconductivity, and Mott Transition
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] パリティ対称性の破れと磁性・多極子・超伝導2018

    • Author(s)
      柳瀬陽一
    • Organizer
      第63回物性若手夏の学校
    • Invited
  • [Presentation] 物質中の電磁気学再訪と新機能開拓2018

    • Author(s)
      柳瀬陽一
    • Organizer
      企業研究会主催「CAMMフォーラム」
    • Invited
  • [Presentation] Classification theory of multipole order: spintronics and superconductivity2018

    • Author(s)
      Youichi Yanase
    • Organizer
      Swiss-Japan workshop TTCM2018
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 二層銅酸化物高温超伝導体における電気八極子秩序と磁気電気応答2018

    • Author(s)
      柳瀬陽一
    • Organizer
      京都大学基礎物理学研究所研究会「電子相関が生み出す新規な秩序と超伝導現象:トポロジー、液晶状態、動的現象」
  • [Presentation] 強相関異方的超伝導体におけるトポロジカル相の理論研究2018

    • Author(s)
      柳瀬陽一
    • Organizer
      新学術領域「トポロジーが紡ぐ物質科学のフロンティア」公募研究キックオフミーティング
  • [Remarks]

    • URL

      http://cond.scphys.kyoto-u.ac.jp/~yanase/study.html

URL: 

Published: 2019-12-27  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi