トポロジカル半金属における新奇トポロジカル量子現象の理論的研究

• 研究課題/領域番号: 16H06861
• 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: 数理物理・物性基礎
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 小林 伸吾 名古屋大学, 工学研究科, 特任助教 (40779675)
• 研究期間 (年度): 2016-08-26 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円); 2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: トポロジカル半金属 / トポロジカル超伝導体 / ディラック半金属 / トポロジカル超伝導 / アンチペロブスカイト化合物 / スピン軌道相互作用 / トポロジカル物質 / 異方的超伝導体 / ラインノード半金属 / トポロジカル相転移 / 物性基礎論 / トポロジー

研究成果の概要

近年トポロジカル半金属は異常電磁気応答やトポロジカル超伝導性を示すことから理論と実験双方から注目を集めています。
第一の成果は、交差線ノード半金属という新奇な半金属に対し、その基礎理論構築及び候補物質提案を行ったことです。この研究より包括的な物質探索が可能です。
第二の成果は、アンチペロブスカイト型ディラック半金属に対するトポロジカル超伝導理論を構築しました。この研究より大きい巻き付き数を持つ新しいトポロジカル相を発見しました。

研究成果

• [国際共同研究] サレルノ大学(イタリア)
• [雑誌論文] Crossing-Line-Node Semimetals: General Theory and Application to Rare-Earth Trihydrides (2017)
  • 著者名/発表者名: Shingo Kobayashi, Youichi Yamakawa, Ai Yamakage, Takumi Inohara, Yoshihiko Okamoto, and Yukio Tanaka
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 95 号: 24
  • DOI: 10.1103/physrevb.95.245208
  • NAID: 120006337725
  • 査読あり
• [雑誌論文] Theoretical band structure of the superconducting antiperovskite oxide Sr3－xSnO (2017)
  • 著者名/発表者名: A. Ikeda, T. Fukumoto, M. Oudah, J. N. Hausmann, S. Yonezawa, S. Kobayashi, M. Sato, C. Tassel, F. Takeiri, H. Takatsu, H. Kageyama, Y. Maeno,
  • 雑誌名: Physica B: Condensed Matter 巻: 23 ページ: 1-5
  • DOI: 10.1016/j.physb.2017.10.089
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Theory of surface Andreev bound states and tunneling spectroscopy in three-dimensional chiral superconductors (2017)
  • 著者名/発表者名: S. Tamura, S. Kobayashi, L. Bo, and Y. Tanaka
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 95 号: 10
  • DOI: 10.1103/physrevb.95.104511
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Anisotropic Magnetic Responses of Topological Crystalline Superconductors (2017)
  • 著者名/発表者名: Y. Xiong, A. Yamakage, S. Kobayashi, M. Sato, and Y. Tanaka
  • 雑誌名: Crystals 巻: 7 号: 2 ページ: 58-70
  • DOI: 10.3390/cryst7020058
  • NAID: 120006491838
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Superconductivity in the antiperovskite Dirac-metal oxide Sr3-xSnO (2016)
  • 著者名/発表者名: Mohamed Oudah, Atsutoshi Ikeda, Jan Niklas Hausmann, Shingo Yonezawa, Toshiyuki Fukumoto, Shingo Kobayashi, Masatoshi Sato, Yoshiteru Maeno
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 7 号: 1 ページ: 13220-13220
  • DOI: 10.1038/ncomms13617
  • NAID: 120005895432
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Topologically stable gapless phases in nonsymmorphic superconductors (2016)
  • 著者名/発表者名: Shingo Kobayashi, Youichi Yanase, and Masatoshi Sato
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 94 号: 13 ページ: 1345121-11
  • DOI: 10.1103/physrevb.94.134512
  • NAID: 120005905584
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] Crossing-line-node semimetals: general theory and application to rare-earth trihydrides (2018)
  • 著者名/発表者名: Shingo Kobayashi, Youichi Yamakawa, Ai Yamakage, Yoshihiko Okamoto, and Yukio Tanaka
  • 学会等名: American Physical Society March Meeting 2018
  • 国際学会
• [学会発表] スピン3/2トポロジカル絶縁体の超伝導 (2018)
  • 著者名/発表者名: 川上拓人、岡村鉄矢、小林伸吾、佐藤昌利
  • 学会等名: 日本物理学会 第73回年次大会
• [学会発表] Fragile surface zero-energy flat bands in three-dimensional superconductors (2017)
  • 著者名/発表者名: Shingo Kobayashi, Yukio Tanaka, Masatoshi Sato
  • 学会等名: American Physical Society March Meeting 2017
  • 発表場所: Ernest N. Morial Convention Center, New Orleans
  • 年月日: 2017-03-12
  • 国際学会
• [学会発表] Topological superconductivity in Dirac semimetals (2017)
  • 著者名/発表者名: Shingo Kobayashi and Masatoshi Sato
  • 学会等名: TOP-SPIN3: Spin and Topological Phenomena in Nanostructures- Towards Topological Materials Science
  • 国際学会
• [学会発表] Crossing-line-node semimetals: general theory and application to rare-earth trihydrides (2017)
  • 著者名/発表者名: Shingo Kobayashi, Youichi Yamakawa, Ai Yamakage, Takumi Inohara, Yoshihiko Okamoto, and Yukio Tanaka
  • 学会等名: International Conference on Topological Materials Science 2017 (TopoMat2017)
  • 国際学会
• [学会発表] 点群により保護された交差線ノード半金属 (2017)
  • 著者名/発表者名: 小林伸吾、山川洋一、山影相、井ノ原拓実、岡本佳比古、田仲由喜夫
  • 学会等名: 日本物理学会 2017年秋季大会
• [学会発表] 点群により保護されたラインノード半金属の分類 (2017)
  • 著者名/発表者名: 小林伸吾、山川洋一、山影相、井ノ原拓実、岡本佳比古、田仲由喜夫
  • 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（神戸）
  • 招待講演
• [学会発表] 非共型対称性な超伝導体におけるノードのトポロジカル安定性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 小林伸吾、柳瀬陽一、佐藤昌利
  • 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
  • 年月日: 2016-12-16
• [学会発表] ディラック半金属とトポロジカル超伝導 (2016)
  • 著者名/発表者名: 小林伸吾、佐藤昌利
  • 学会等名: 第10回物性科学領域横断研究会
  • 発表場所: 神戸大学
  • 年月日: 2016-12-09
• [学会発表] 非共型対称性で保護された線ノード超伝導状態 (2016)
  • 著者名/発表者名: 小林伸吾、柳瀬陽一、佐藤昌利
  • 学会等名: 基研研究会「超伝導研究の最先端：多自由度、非平衡、電子相関、トポロジー」
  • 発表場所: 京都大学基礎物理学研究所
  • 年月日: 2016-10-11
• [学会発表] Line nodes and surface flat band instability in odd-parity superconductors (2016)
  • 著者名/発表者名: Shingo Kobayashi
  • 学会等名: Superconducting Hybrid nanostructures: physics and applications
  • 発表場所: MITP, Moscow
  • 年月日: 2016-09-19
  • 国際学会 / 招待講演