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強相関電子系におけるトポロジーと量子輸送現象の理論的研究

研究課題

研究課題/領域番号 12J00600
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 物性Ⅱ(磁性・金属・低温)(理論)
研究機関京都大学

研究代表者

下出 敦夫  京都大学, 理学研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
3,630千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 330千円)
2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2013年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2012年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワード重力理論 / 軌道角運動量 / カイラル超伝導体 / トポロジカル超伝導体 / 熱磁化 / 熱伝導度 / 熱分極 / 熱伝導 / 非平衡Green関数 / 重力 / 非可換積
研究実績の概要

昨年度は重力のゲージ場である多脚場と場の強さである捩率の時間成分を用いて熱輸送の理論を確立したが,今年度はそれらの空間成分を用いて運動量輸送の理論を確立した.
まず捩率の空間成分の電場が回転の角速度と歪み速度テンソルを記述することを示し,軌道角運動量と粘性がそれぞれ電気分極と電気伝導度の運動量版であることを見出した.特にゲージ原理の観点からは角速度が磁場ではなく捩率の電場であるということは重要な指摘である.昨年度までに確立した曲がった時空におけるKeldysh形式を用いてそれらを定式化し,波数空間における簡単な公式であるBerry位相公式を導出した.Cooper対が軌道角運動量をもつ2次元または3次元カイラル超伝導体に対してこの公式を応用し,既存の普遍的な結果を再現するとともにHall粘度の温度依存性を得た.この研究は理化学研究所およびCEA Saclayの木村太郎氏との共同研究であり,Physical Review Bに出版されている.
さらにCooper対自身は軌道角運動量をもたないトポロジカル超伝導体に対しても軌道角運動量のBerry位相公式を応用し,2次元カイラル超伝導体とは異なる,Rashba型のスピン軌道相互作用に依存した非普遍的な結果を得た.これにより,既に知られているトポロジカル超伝導体の非普遍的な不純物効果を定性的に説明することができた.この研究は日本原子力研究開発機構の永井佑紀氏との共同研究であり,Physical Review Bに投稿中である.

現在までの達成度 (段落)

26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

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (19件) (うち招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Bulk angular momentum and Hall viscosity in chiral superconductors2014

    • 著者名/発表者名
      Atsuo Shitade and Taro Kimura
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 90 号: 13 ページ: 134510-134510

    • DOI

      10.1103/physrevb.90.134510

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Heat transport as torsional responses and Keldysh formalism in a curved spacetime2014

    • 著者名/発表者名
      Atsuo Shitade
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2014 号: 12 ページ: 123I01-123I01

    • DOI

      10.1093/ptep/ptu162

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Theory of Charge and Heat Polarizations with the Keldysh Formalism2014

    • 著者名/発表者名
      Atsuo Shitade
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 83 号: 3 ページ: 033708-033708

    • DOI

      10.7566/jpsj.83.033708

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Anomalous Hall Effect in Ferromagnetic Metals : Role of Phonons at Finite Temperature2012

    • 著者名/発表者名
      Atsuo Shitade, Naoto Nagaosa
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 81 号: 8 ページ: 083704-083704

    • DOI

      10.1143/jpsj.81.083704

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Bulk Angular Momentum and Hall Viscosity in Chiral Superconductors2014

    • 著者名/発表者名
      Atsuo Shitade
    • 学会等名
      International Conference on Topological Quantum Phenomena
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2014-12-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Bulk Angular Momentum and Hall Viscosity in Chiral Superconductors2014

    • 著者名/発表者名
      Atsuo Shitade
    • 学会等名
      Novel Quantum States in Condensed Matter 2014
    • 発表場所
      京都大学 基礎物理学研究所
    • 年月日
      2014-11-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Bulk Angular Momentum and Hall Viscosity in Chiral Superconductors2014

    • 著者名/発表者名
      Atsuo Shitade
    • 学会等名
      Workshop on Probing and Understanding Exotic Superconductors
    • 発表場所
      International Centre for Theoretical Physics, Italy
    • 年月日
      2014-10-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Heat Transport as Torsional Responses and Keldysh Formalism in a Curved Spacetime2014

    • 著者名/発表者名
      Atsuo Shitade
    • 学会等名
      Trends in Theory of Correlated Materials 2014
    • 発表場所
      青山学院大学
    • 年月日
      2014-10-07
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] カイラル超伝導体のバルク角運動量2014

    • 著者名/発表者名
      下出 敦夫, 木村 太郎
    • 学会等名
      日本物理学会 2014年秋季大会
    • 発表場所
      中部大学
    • 年月日
      2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Keldysh形式を用いた電気分極と熱分極の理論2014

    • 著者名/発表者名
      下出 敦夫
    • 学会等名
      日本物理学会 2014年秋季大会
    • 発表場所
      中部大学
    • 年月日
      2014-09-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Theory of Charge and Heat Polarizations with the Keldysh Formalism2014

    • 著者名/発表者名
      Atsuo Shitade
    • 学会等名
      International Conference on Strongly Correlated Electron Systems 2014
    • 発表場所
      Université Joseph Fourier, France
    • 年月日
      2014-07-09
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Theory of Heat Responses and its Application to Topological Superconductors2014

    • 著者名/発表者名
      Atsuo Shitade
    • 学会等名
      OIST International Workshop on Novel Quantum Materials and Phases
    • 発表場所
      沖縄科学技術大学院大学
    • 年月日
      2014-05-15
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Quantum Theory of Heat Magnetization2014

    • 著者名/発表者名
      Atsuo Shitade
    • 学会等名
      Americal Physical Society March Meeting 2014
    • 発表場所
      Colorado Convention Center(アメリカ)
    • 年月日
      2014-03-03
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Thermal Transport and Field Theory in a Curved Spacetime2013

    • 著者名/発表者名
      Atsuo Shitade
    • 学会等名
      International Workshop for Young Researchers on Topological Quantum Phenomenain Condensed Matterwith Broken Symmetries 2013
    • 発表場所
      カルチャーリゾートフェストーネ(沖縄県)
    • 年月日
      2013-10-23
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Thermal Transport and Field Theory in a Curved Spacetime2013

    • 著者名/発表者名
      Atsuo Shitade
    • 学会等名
      Concepts in Spintronics
    • 発表場所
      Univ. California, Santa Barbara(アメリカ)
    • 年月日
      2013-10-13
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 非平衡Green関数による熱応答の定式化II2013

    • 著者名/発表者名
      下出敦夫
    • 学会等名
      日本物理学会2013年秋季大会
    • 発表場所
      徳島大学(徳島県)
    • 年月日
      2013-09-26
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Thermal Responses based on the Keldysh Formalism in a Curved Space2013

    • 著者名/発表者名
      Atsuo Shitade
    • 学会等名
      International Conference on Strongly Correlated Electron Systems 2013
    • 発表場所
      東京大学(東京都)
    • 年月日
      2013-08-07
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 熱輸送と曲がった時空における場の理論2013

    • 著者名/発表者名
      下出敦夫
    • 学会等名
      第1回関西若手物性研究会「輸送現象をめぐって」
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府)
    • 年月日
      2013-06-22
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Thermal Responses based on the Keldysh Formalism in a Curved Spacetime2013

    • 著者名/発表者名
      Atsuo Shitade
    • 学会等名
      Emergent Quantum Phases in Condensed Matter
    • 発表場所
      東京大学物性研究所(千葉県)
    • 年月日
      2013-06-13
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 物質中の電磁気学2013

    • 著者名/発表者名
      下出敦夫
    • 学会等名
      ぶつりがく徒のつどい
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府)
    • 年月日
      2013-03-30
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 非平衡Green関数による熱応答の定式化2013

    • 著者名/発表者名
      下出敦夫
    • 学会等名
      日本物理学会第68回年次大会
    • 発表場所
      広島大学(広島県)
    • 年月日
      2013-03-26
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Thermal Responses Formulated by Non-Equilibrium Green Functions2013

    • 著者名/発表者名
      下出敦夫
    • 学会等名
      GCOEシンポジウム「創発性豊かな分野の開拓」
    • 発表場所
      京都大学(京都府)
    • 年月日
      2013-02-13
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Anomalous Hall effect in ferromagnetic metals : role of phonons at finite temperature2012

    • 著者名/発表者名
      Atsuo Shitade
    • 学会等名
      CMD-24/ECOSS-29/ECSCD-11/CMMP-12
    • 発表場所
      Edinburgh International Conference Centre (UK)
    • 年月日
      2012-09-05
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://cond.scphys.kyoto-u.ac.jp/~shitade/

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://cond.scphys.kyoto-u.ac.jp/~shitade/

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

URL: 

公開日: 2013-04-25   更新日: 2024-03-26  

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