2018 Fiscal Year Annual Research Report
トポロジカルフェルミアーク：有限温度での特異な準粒子励起の研究
Publicly Offered Research
| Project Area | Frontiers of materials science spun from topology |
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| Project/Area Number |
18H04228
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
永井 佑紀 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, システム計算科学センター, 研究職 (20587026)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 非エルミート / トポロジー / 強相関電子系 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
強相関電子系などの準粒子に寿命のある系では、自己エネルギーと一粒子ハミルトニアンの和を「準粒子ハミルトニアン」とみなすことで、その系のトポロジーを議論することができる。特に、自己エネルギーは虚部を持つために、このハミルトニアンは非エルミートとなるため、これまでのエルミート系では起こらなかった新しい非エルミート性に起因する現象が生じると考えられた。本研究では、重い電子系の舞台となる近藤半導体に着目し、強い電子相関によって生じた自己エネルギーによって、エルミート行列では現れない例外点という構造が系のディラックコーンの近傍に生じることを示した。その際、周期的アンダーソン模型に対して動的平均場理論を用いて電子相関を正確に取り込み、その例外点の構造の温度依存性を明らかにした。そして、例外点の構造によって、バルクのゼロエネルギースペクトルに特徴的な構造「バルクフェルミアーク」が現れることを明らかにした。さらに、バルクフェルミアークの形状、すなわち、波数空間依存性やエネルギー依存性についての詳細を、数値計算と解析的計算の両面から調べている。現在論文投稿準備中である。
また、非エルミート性がそのほかの系にも現れることを調べるために、いくつかの別の系に対して同様の解析を行っており、現在進行中である。
これらの研究によって、新しい概念であるバルク系における非エルミートトポロジーでの新奇現象の解明と予言が進むと考えている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の予定通り、バルクフェルミアークを数値計算で得ることができた。さらに、バルクフェルミアークの形状、すなわち、波数空間依存性やエネルギー依存性についての詳細を、数値計算と解析的計算の両面から調べている。また、非エルミート性がそのほかの系にも現れることを調べるために、いくつかの別の系に対して同様の解析を行っており、現在進行中である。したがって、順調に進展していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在解析を進めている近藤半導体の系の非エルミートトポロジーに関して数値的解析的に研究を進めると同時に、他の系において生じる非エルミート系特有の現象を探索する。
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