| 研究領域 | 量子液晶の物性科学 |
|---|
| 研究課題/領域番号 |
19H05825
|
|---|
| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 審査区分 |
理工系
|
|---|
| 研究機関 | 名古屋大学 |
|---|
研究代表者 |
紺谷 浩 名古屋大学, 理学研究科, 教授 (90272533)
|
|---|
| 研究分担者 |
求 幸年 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (40323274)
遠山 貴巳 東京理科大学, 先進工学部物理工学科, 教授 (70237056)
SHANNON Nic 沖縄科学技術大学院大学, 量子理論ユニット, 教授 (70751585)
有田 亮太郎 国立研究開発法人理化学研究所, 創発物性科学研究センター, チームリーダー (80332592)
池田 浩章 立命館大学, 理工学部, 教授 (90311737)
佐藤 正寛 千葉大学, 大学院理学研究院, 教授 (90425570)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2019-06-28 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
|
| 配分額 *注記 |
163,020千円 (直接経費: 125,400千円、間接経費: 37,620千円)
2023年度: 29,380千円 (直接経費: 22,600千円、間接経費: 6,780千円)
2022年度: 41,080千円 (直接経費: 31,600千円、間接経費: 9,480千円)
2021年度: 42,900千円 (直接経費: 33,000千円、間接経費: 9,900千円)
2020年度: 35,620千円 (直接経費: 27,400千円、間接経費: 8,220千円)
2019年度: 14,040千円 (直接経費: 10,800千円、間接経費: 3,240千円)
|
|---|
| キーワード | 電荷液晶 / スピン液晶 / 電子対液晶 / 電子液晶 / 理論 / 電荷液晶秩序 / スピン液晶秩序 / 電子対液晶秩序 / 量子液晶 / 量子液晶秩序 / 大規模数値計算 / 場の理論 / 第一原理計算 / 非平衡現象 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
近年、ナノからメゾスケールの自己組織化を伴う量子液晶状態が、様々な電子系で相次いで発見された。例えば鉄系および銅酸化物超伝導体では電荷液晶が、量子スピン系ではスピン液晶が実現する。そこで本研究では、各分野で独立に発展してきた理論手法を糾合して、多彩な量子液晶の根底にある普遍的な原理を解明する。量子液晶状態におけるマヨラナ粒子などの新種の素励起（固体中の新素粒子）や、エキゾティック超伝導など液晶揺らぎによる創発現象を研究する。また量子液晶に対する制御理論や非平衡現象の理論を発展させる。同時に第一原理的手法を駆使して、量子液晶状態を実現する物質設計の理論を構築する。
|
| 研究実績の概要 |
強相関電子系において普遍的に観測される、ナノからメゾスケールの自己組織化を伴う量子液晶状態に対して、下記に述べる豊富な研究実績を上げることが出来た。
〇幾何学的フラストレーションを有する「カゴメ金属」における、永久渦電流を伴う気パリティーの「電流秩序」の発現機構を明らかにした。また、電流秩序を外場（一様磁場および一軸歪場）により劇的に制御する理論を構築した。さらに、変分モンテカルロ法を用いて有機物超伝導体の相図の包括的な理解に努めた。また，カイラル物質やフェロアキシャル物質を特徴づける自由度として，電子カイラリティの密度分布や電子スピンに起因する電気分極が重要であることを明らかにした。
〇銅酸化物高温超伝導体や梯子型鉄系超伝導体の基礎模型においてループ状のスピン流がある条件下で生じることを密度行列繰り込み群法による大規模数値計算により明らかにした。
〇スピン１の拡張キタエフ模型における基底状態および有限温度の振る舞いを調べ、カイラルスピン液体相を発見した。トポロジカル磁気構造における創発電場の効果を調べ、磁気共鳴との関係を明らかにした。また、光渦による超伝導体のヒッグスモード高速生成および反強磁性体のスピンゼーベック効果の微視的理論を構築した。
〇スピン軌道相互作用が小さい極限では、磁気構造の対称性が高くなり、磁気空間群ではなくスピン結晶群による解析が必要となる。与えられた磁気構造に対してスピン結晶群による解析を可能にする方法論の開発に取り組んだ。
|
| 現在までの達成度 (段落) |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
|
