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3次元系におけるトポロジカルな半金属の表面物性

研究課題

研究課題/領域番号 16J08552
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Ⅰ(理論)
研究機関東京工業大学

研究代表者

奥川 亮  東京工業大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2016-04-22 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2017年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2016年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワードトポロジカル半金属 / ワイル半金属 / トポロジカル超伝導体 / トポロジカル絶縁体
研究実績の概要

今年度においては、トポロジカル半金属のワイル半金属とノーダルライン半金属に加えて、その拡張としてワイル超伝導体についてもトポロジカル相転移の研究を行った。以下にそれらの結果をまとめる。
まず、スピン軌道相互作用の無い系におけるノーダルライン半金属からワイル半金属への相転移について研究した。ノーダルライン半金属相に対して、時間反転対称性または空間反転対称性の破れをもたらす摂動を導入することで、ワイル半金属相へ相転移が可能か否かを調べた。はじめに対称性に基づいてノーダルライン半金属のフェルミ面を分類することによって、前年度よりも普遍的な相転移の議論を構築できた。
次に、ワイル超伝導体を実現するためのトポロジカル相転移について議論を行った。ワイルノードの構造は時間反転対称性の破れた超伝導体にも一般化可能であり、ワイル超伝導体と呼ばれる。一方で、鏡映対称性がある超伝導系においては、トポロジカル結晶超伝導体と呼ばれるトポロジカル相が実現可能である。本研究により、時間反転対称性が破れた超伝導系では、トポロジカルに自明な超伝導相とトポロジカル結晶超伝導相の間にギャップレス超伝導相が出現することがわかった。特に、空間反転対称性が破れている場合または奇パリティ超伝導体の場合には二相の間にワイル超伝導相が出現することを示した。さらに、そのトポロジカル相転移において、どのようにマヨナラ表面状態が変化するかを明らかにした。

現在までの達成度 (段落)

29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

29年度が最終年度であるため、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

    (12件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Topological Semimetals Studied by Ab Initio Calculations2018

    • 著者名/発表者名
      Motoaki Hirayama, Ryo Okugawa, Shuichi Murakami
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 87 号: 4 ページ: 041002-041002

    • DOI

      10.7566/jpsj.87.041002

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Generic phase diagram for Weyl superconductivity in mirror-symmetric superconductors2018

    • 著者名/発表者名
      Okugawa Ryo、Yokoyama Takehito
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 97 号: 6

    • DOI

      10.1103/physrevb.97.060504

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Universal phase transition and band structures for spinless nodal-line and Weyl semimetals2017

    • 著者名/発表者名
      Ryo Okugawa, Shuichi Murakami
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 96 号: 11 ページ: 115201-115201

    • DOI

      10.1103/physrevb.96.115201

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 第一原理計算に基づくトポロジカル半金属の新物質・新物性2017

    • 著者名/発表者名
      平山元昭、奥川亮、村上修一
    • 雑誌名

      固体物理

      巻: 52 ページ: 89-96

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Emergence of Topological semimetal in gap closing in semiconductors without inversion symmetry2017

    • 著者名/発表者名
      Shuichi Murakami, Motoaki Hirayama, Ryo Okugawa, Takashi Miyake
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Weyl superconductivity between trivial superconductor and topological crystalline superconductor phases with mirror symmetry2018

    • 著者名/発表者名
      Ryo Okugawa, Takehito Yokoyama
    • 学会等名
      APS march meeting 2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Universal phase diagram between spinless toopological nodal-line semimetals and Weyl semimetals2017

    • 著者名/発表者名
      奥川亮 村上修一
    • 学会等名
      APS march meeting 2017
    • 発表場所
      Ernest Morial Convention Center
    • 年月日
      2017-03-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] スピンレス系におけるノーダルライン半金属とワイル半金属の一般的な相転移2017

    • 著者名/発表者名
      奥川亮、村上修一
    • 学会等名
      日本物理学会 2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] トポロジカル結晶超伝導の相転移に付随するワイル超伝導相2017

    • 著者名/発表者名
      奥川亮、横山毅人
    • 学会等名
      日本物理学会 2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 通常の超伝導相とトポロジカル結晶超伝導相の間の一般的相図2017

    • 著者名/発表者名
      奥川亮、横山毅人
    • 学会等名
      第11回物性科学領域横断研究会(領域合同研究会)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] General phase transition between spinless nodal-line semimetals and Weyl semimetals2017

    • 著者名/発表者名
      Ryo Okugawa, Shuichi Murakami
    • 学会等名
      International Conference on Topological Materials Science 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] スピンレスノーダルライン半金属とワイル半金属の普遍的相図2016

    • 著者名/発表者名
      奥川亮 村上修一
    • 学会等名
      トポロジーが紡ぐ物質科学のフロンティア 第2回領域研究会
    • 発表場所
      東北大学片平キャンパス
    • 年月日
      2016-12-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-05-17   更新日: 2024-03-26  

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