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非可換幾何学による物質のトポロジー相の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16F16728
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 幾何学
研究機関東北大学

研究代表者

小谷 元子  東北大学, 理学研究科, 教授 (50230024)

研究分担者 BOURNE CHRISTOPHER  東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2016-11-07 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
2017年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2016年度: 200千円 (直接経費: 200千円)
キーワードTopological phases / operator algebras / Kasparov theory / aperiodic media
研究実績の概要

We have previously identified Delone sets as a useful model for atomic configurations at low temperature and without any assumptions on the periodicity or structure of the material. We have now developed a framework to understand the topological phases of systems in material science and meta-materials that can be modelled by a Delone configuration. In recent work, we were able to prove the quantization of the so-called bulk complex topological phases of Delone materials. This result gives a prediction of conductivity properties of Delone and aperiodic lattices that appears to be new and novel. In particular, we provide a mathematical theorem and strong numerical evidence that a quantum Hall like effect is possible in aperiodic and amorphous metals, e.g. metallic glass. Interesting future research would be to investigate whether such properties can be experimentally realized. This paper was submitted in December 2017 and is currently under peer review.
We are also finalizing work that more comprehensively characterizes the topological properties of Delone lattices and topological phases using K-theory. This includes topological phases with anti-linear symmetries such as time reversal symmetry. We also prove the bulk-boundary correspondence and study edge properties of Delone topological materials. We expect to complete this work within the coming weeks.

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 5件、 招待講演 5件)

  • [雑誌論文] The K-theoretic bulk-edge correspondence for topological insulators2017

    • 著者名/発表者名
      Chris Bourne, Johannes Kellendonk, Adam Rennie
    • 雑誌名

      Annales Henri Poincare

      巻: 18 (5) 号: 5 ページ: 1833-1866

    • DOI

      10.1007/s00023-016-0541-2

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Topological phases and the bulk-edge correspondence of aperiodic and amorphous lattices2018

    • 著者名/発表者名
      Chris Bourne
    • 学会等名
      Variety and universality of the bulk-edge correspondence in topological phases
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Notes on crystallographic pairings2018

    • 著者名/発表者名
      Chris Bourne
    • 学会等名
      Topological Phase and K-Theory
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Topological phases, localisation and delocalization of random Schrodinger operators2017

    • 著者名/発表者名
      Chris Bourne
    • 学会等名
      Mini-Workshop on Mathematical Aspects of Topological Phases of Matter and Quantum Computing
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Index theory and topological phases of aperiodic lattices2017

    • 著者名/発表者名
      Chris Bourne
    • 学会等名
      Australia-China conference in noncommutative geometry and related areas
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Index theory of aperiodic lattices and topological phases2017

    • 著者名/発表者名
      Christopher Bourne
    • 学会等名
      workshop on KK-theory, Gauge Theory and Topological Phases
    • 発表場所
      Lorentz Center, Leiden University,Netherlands
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2016-11-08   更新日: 2024-03-26  

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