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ディラック電子系における非摂動的量子効果の系統的解明

研究課題

研究課題/領域番号 15H06023
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分補助金
研究分野 物性Ⅱ
研究機関東北大学

研究代表者

荒木 康史  東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 助教 (10757131)

連携研究者 野村 健太郎  東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (00455776)
研究協力者 吉田 光秀  
研究期間 (年度) 2015-08-28 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード物性理論 / 強相関電子系 / スピンエレクトロニクス / 半導体物性 / トポロジカル物質 / ディラック電子 / 磁壁 / 物性物理 / スピントロニクス / ディラック電子系 / トポロジカル絶縁体 / ワイル半金属 / 磁性 / スピン波 / 反強磁性体
研究成果の概要

本研究課題ではトポロジカル絶縁体やディラック・ワイル半金属等、電子が特殊なバンド構造を示す「ディラック電子系」において電子の受ける相互作用が強い場合の効果を、場の量子論の観点から明らかにすることを目指した。研究成果として以下の3点が得られた。(1)電子間のクーロン相互作用が強い場合、系は絶縁体となりフェルミ速度の補正があることを示した。(2)電子スピンと局所スピンの交換相互作用の下で、局所スピンが特殊な有効相互作用を現すことを示した。(3)ワイル半金属中に磁壁を構築した場合、磁壁に電荷が局在し磁壁を電場により駆動できることを示した。

報告書

(3件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 9件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Universal charge and current on magnetic domain walls in Weyl semimetals2016

    • 著者名/発表者名
      Yasufumi Araki, Akihide Yoshida, Kentaro Nomura
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 94 号: 11 ページ: 115312-115312

    • DOI

      10.1103/physrevb.94.115312

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Spin textures and spin-wave excitations in doped Dirac-Weyl semimetals2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Araki, K. Nomura
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 93 号: 9 ページ: 094438-094438

    • DOI

      10.1103/physrevb.93.094438

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Localized charge and current on magnetic domain walls in Weyl semimetals2017

    • 著者名/発表者名
      Yasufumi Araki, Akihide Yoshida, and Kentaro Nomura
    • 学会等名
      APS March Meeting 2017
    • 発表場所
      New Orleans(米国ルイジアナ州)
    • 年月日
      2017-03-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ワイル半金属における磁壁配位と局在電荷2017

    • 著者名/発表者名
      荒木康史
    • 学会等名
      理研iTHES神戸量子物性研究会
    • 発表場所
      理化学研究所(兵庫県神戸市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ワイル半金属中の磁壁に局在した普遍電荷および電流2016

    • 著者名/発表者名
      荒木康史、吉田光秀、野村健太郎
    • 学会等名
      第2回「トポロジーが紡ぐ物質科学のフロンティア」領域研究会
    • 発表場所
      東北大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-12-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Universal charge and current on magnetic domain walls in Weyl semimetals2016

    • 著者名/発表者名
      Yasufumi Araki, Akihide Yoshida, and Kentaro Nomura
    • 学会等名
      The electronic and optical properties of 2D and Dirac materials
    • 発表場所
      Jacksonville Beach(米国フロリダ州)
    • 年月日
      2016-12-12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Bound states and charge transport on magnetic domain walls in Weyl semimetals2016

    • 著者名/発表者名
      Yasufumi Araki, Akihide Yoshida, and Kentaro Nomura
    • 学会等名
      61st Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials
    • 発表場所
      New Orleans(米国ルイジアナ州)
    • 年月日
      2016-10-31
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Universal charge and current on magnetic domain walls in Weyl semimetals2016

    • 著者名/発表者名
      Yasufumi Araki, Akihide Yoshida, and Kentaro Nomura
    • 学会等名
      Physics of bulk-edge correspondence and its universality: From solid state physics to cold atoms
    • 発表場所
      京都大学基礎物理学研究所(京都府京都市)
    • 年月日
      2016-09-27
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ワイル半金属における磁壁構造によるランダウ量子化とフェルミアーク状態2016

    • 著者名/発表者名
      荒木康史、吉田光秀、野村健太郎
    • 学会等名
      日本物理学会 2016年秋季大会
    • 発表場所
      金沢大学(石川県金沢市)
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Spin textures and spin-wave dispersion in magnetically-doped Dirac/Weyl semimetals2016

    • 著者名/発表者名
      Yasufumi Araki and Kentaro Nomura
    • 学会等名
      ICPS 2016
    • 発表場所
      北京(中国)
    • 年月日
      2016-07-31
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Spin textures and spin waves in magnetically-doped Dirac/Weyl semimetals2016

    • 著者名/発表者名
      Yasufumi Araki and Kentaro Nomura
    • 学会等名
      The 22nd International Conference on High Magnetic Fields in Semiconductor Physics
    • 発表場所
      定山渓ビューホテル(北海道札幌市)
    • 年月日
      2016-07-24
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Spin correlations and spin-wave excitations in Dirac-Weyl semimetals2016

    • 著者名/発表者名
      Yasufumi Araki and Kentaro Nomura
    • 学会等名
      APS March Meeting 2016
    • 発表場所
      ボルチモア
    • 年月日
      2016-03-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Carrier-mediated exchange interaction and spin waves in Dirac semimetals2016

    • 著者名/発表者名
      Yasufumi Araki and Kentaro Nomura
    • 学会等名
      MMM-Intermag 2016 Joint Conference
    • 発表場所
      サンディエゴ
    • 年月日
      2016-01-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ディラック・ワイル半金属におけるスピン相関とスピン波励起2015

    • 著者名/発表者名
      荒木康史、野村健太郎
    • 学会等名
      第1回「トポロジーが紡ぐ物質科学のフロンティア」領域研究会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2015-12-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Non-uniform magnetic structures and anisotropic spin wave dispersion in Dirac semimetals2015

    • 著者名/発表者名
      Yasufumi Araki and Kentaro Nomura
    • 学会等名
      ISANN 2015 (International Symposium on Advanced Nanodevices and Nanotechnology)
    • 発表場所
      Waikoloa, Hawaii
    • 年月日
      2015-11-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Spin correlations and spin waves in Dirac semimetals2015

    • 著者名/発表者名
      Yasufumi Araki and Kentaro Nomura
    • 学会等名
      第9回 物性科学領域横断研究会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-11-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ディラック半金属における電子相関と格子ゲージ理論2015

    • 著者名/発表者名
      荒木 康史
    • 学会等名
      基研研究会 「熱場の量子論とその応用」
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2015-08-31
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-08-26   更新日: 2020-05-15  

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