| 研究領域 | 量子液晶の物性科学 |
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| 研究課題/領域番号 |
19H05825
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
理工系
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
紺谷 浩 名古屋大学, 理学研究科, 教授 (90272533)
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| 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)
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| 研究期間 (年度) |
2019-06-28 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 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)
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| キーワード | 量子液晶 / 電荷液晶 / スピン液晶 / 電子対液晶 / 物性理論 / 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 / 量子液晶秩序 / 大規模数値計算 / 場の理論 / 第一原理計算 / 非平衡現象 |
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| 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。
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| 研究成果の概要 |
強相関電子系は新奇な量子現象の宝庫である。最近では、ナノからメゾスケールの自己組織化を伴う「量子液晶」状態が金属間化合物や局在スピン系で相次いで発見され、新たな研究のフロンティアが拓かれた。本研究では量子液晶の基礎となる原理を明らかにするため総合的な理論研究を遂行し、多彩な量子液晶の背後に存在する物理法則を見出すことができた。異なる専門を持つ研究者が協力して、研究開始時には知られていなかった数々の新しいタイプの量子液晶を発見した。さらに他班の実験研究者との共同研究により量子液晶の検証および予言を行い、量子液晶の学理の発展に貢献した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
量子液晶という物性物理における新発見に対して、物性物理の各分野で独立に発展してきた異分野の理論手法を糾合することで、その根底にある普遍的な原理を世界に先駆けて解明した。液晶秩序の持つ敏感な外場応答に注目して、新しいデバイスの原理となる制御理論を提案した。キタエフ量子スピン液体に現れるマヨラナ粒子のような新種の素励起（固体中の新素粒子）や、非従来型超伝導などの液晶揺らぎによる創発現象を明らかにした。さらに第一原理的手法を駆使して、金属から絶縁体に至る物質群で量子液晶状態を実現する物質設計の理論に取り組み、重要な成果を得た。
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