THz Control of Floquet Topological Insulator in Massless Dirac Fermions
| Project/Area Number |
18H01905
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 30020:Optical engineering and photon science-related
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| Research Institution | Ichinoseki National College of Technology (2020, 2022)
Institute of Physical and Chemical Research (2018-2019) |
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Principal Investigator |
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2019: ¥6,630,000 (Direct Cost: ¥5,100,000、Indirect Cost: ¥1,530,000)
Fiscal Year 2018: ¥8,450,000 (Direct Cost: ¥6,500,000、Indirect Cost: ¥1,950,000)
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| Keywords | テラヘルツ光 / ディラック電子系 / トポロジー / 高次高調波 / テラヘルツ / グラフェン / テラヘルツ電磁波 / フロッケ理論 / 高強度テラヘルツ光 / 高次高調波発生 / 高強度テラヘルツ / フロッケ状態 |
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| Outline of Final Research Achievements |
We performed THz spectrosocopy of massless Dirac fermions in graphene under circurlary polarized THz pump pulse (~100 nJ/pulse) irradiation and successfully observed the rotation of the polarization state of THz probe pulse, indicating the photo-indcued Hall effec. Furthermore, we successfully measured the even order of
high harmonic generation of mid infrared under circularly polarized THz pulse irraditaion. This indicates the time reversal symmetry breaking of massless Dirac fermion and the emergence of photo-induced Berry curverture and Floquet topological insulator phase in graphene.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究成果はTHz円偏光パルス照射によって時間反転対称性を破ることで、グラフェンMassless Dirac電子系(MDF)を非自明なFloquetトポロジカル絶縁体(FTI)へ転移させ、MDFの量子物性を制御する手法として期待できる。THz光を用いることで中赤外、近赤外励起光を用いるよりも1/10以下の低い照射強度でトポロジカル層の制御が可能であることが示された。
本手法を発展させてトポロジカル絶縁体や超伝導体に適用することにより、スピン量子ホール効果・スピン流の超高速制御、トポロジカル超伝導体・トポロジカル量子ビット（マヨナラ粒子）の実現・制御技術として期待できる。
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Report
(4 results)
Research Products
(11 results)
