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CDW-Mott系における非平衡状態ランドスケープの理論研究

研究課題

研究課題/領域番号 18K13495
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分13030:磁性、超伝導および強相関系関連
研究機関東京大学

研究代表者

池田 達彦  東京大学, 物性研究所, 助教 (60780583)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード電荷密度波 / 自由エネルギー / 光誘起相転移 / 光物性 / 遷移金属ダイカルコゲナイド / 非平衡現象 / 時間結晶 / 準安定状態 / 非平衡物理
研究成果の概要

層状物質の遷移金属ダイカルコゲナイドTaS2およびTaSe2の電荷密度波状態およびその派生問題の理論研究を行った。微視的理論については、これらの物質をよく表すモデルを構築し、レーザー印加による電荷密度波の融解と格子変形の様子を明らかにした。現象論については、従来の自由エネルギーの詳細な解析によって、これまで知られていなかった極小点を発見し、これが実験で見られる準安定状態と似た構造を持つことを示した。さらにこれを時間依存に拡張し、電荷密度波状態の相転移ダイナミクスの時空間構造を調べる理論を構築した。派生問題として、電荷密度波と高次高調波発生の関係や、時間結晶の新しい生成メカニズムを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

1T-TaS2の光誘起初期ダイナミクスの理論計算については、類似の研究がほとんどなく、この物質の非平衡現象を解明する上で一つの貢献になった。現象論で見出した極小点および時間依存理論の構築については、伝統的な自由エネルギー理論に内在していた強力な予言能力に光を当て、最新の実験結果への適用可能性を示すものであり、今後の層状物質の研究に役立つものと思われる。高次高調波発生については、電荷密度波がこれを増強することが分かり、周波数変換素子への応用に繋がる可能性がある。時間結晶については、電荷密度波との類似性が明らかになったことで、物理学における時間と空間の等価性の現れの1つであり大変興味深い。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (46件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 1件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (33件) (うち国際学会 7件、 招待講演 5件)

  • [国際共同研究] University of Oldenburg(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Efficient Terahertz Harmonic Generation with Coherent Acceleration of Electrons in the Dirac Semimetal Cd3As22020

    • 著者名/発表者名
      Bing Cheng, Natsuki Kanda, Tatsuhiko N. Ikeda, Takuya Matsuda, Peiyu Xia, Timo Schumann, Susanne Stemmer, Jiro Itatani, N. P. Armitage, and Ryusuke Matsunaga
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 124 号: 11 ページ: 117402-117402

    • DOI

      10.1103/physrevlett.124.117402

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] General description for nonequilibrium steady states in periodically driven dissipative quantum systems2020

    • 著者名/発表者名
      Ikeda Tatsuhiko N.、Sato Masahiro
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 6 号: 27

    • DOI

      10.1126/sciadv.abb4019

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] High-order nonlinear optical response of a twisted bilayer graphene2020

    • 著者名/発表者名
      Ikeda Tatsuhiko N.
    • 雑誌名

      Physical Review Research

      巻: 2 号: 3

    • DOI

      10.1103/physrevresearch.2.032015

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Time Crystals Protected by Floquet Dynamical Symmetry in Hubbard Models2020

    • 著者名/発表者名
      Chinzei Koki、Ikeda Tatsuhiko N.
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 125 号: 6 ページ: 060601-060601

    • DOI

      10.1103/physrevlett.125.060601

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Noncommutative generalized Gibbs ensemble in isolated integrable quantum systems2020

    • 著者名/発表者名
      Fukai Kouhei、Nozawa Yuji、Kawahara Koji、Ikeda Tatsuhiko N.
    • 雑誌名

      Physical Review Research

      巻: 2 号: 3 ページ: 033403-033403

    • DOI

      10.1103/physrevresearch.2.033403

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Multivalley Free Energy Landscape and the Origin of Stripe and Quasi-Stripe CDW Structures in Monolayer MX2 Compounds2020

    • 著者名/発表者名
      Nakatsugawa Keiji、Tanda Satoshi、Ikeda Tatsuhiko N.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 号: 1 ページ: 1239-1239

    • DOI

      10.1038/s41598-020-58013-7

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Disorder effects on the origin of high-order harmonic generation in solids2020

    • 著者名/発表者名
      Chinzei Koki、Ikeda Tatsuhiko N.
    • 雑誌名

      Physical Review Research

      巻: 2 号: 1 ページ: 013033-013033

    • DOI

      10.1103/physrevresearch.2.013033

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] High-harmonic generation by electric polarization, spin current, and magnetization2019

    • 著者名/発表者名
      Ikeda Tatsuhiko N.、Sato Masahiro
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 100 号: 21 ページ: 214424-214424

    • DOI

      10.1103/physrevb.100.214424

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Generation of DC, AC, and Second-Harmonic Spin Currents by Electromagnetic Fields in an Inversion-Asymmetric Antiferromagnet2019

    • 著者名/発表者名
      Ikeda Tatsuhiko N.
    • 雑誌名

      Condensed Matter

      巻: 4 号: 4 ページ: 92-92

    • DOI

      10.3390/condmat4040092

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Photoinduced Dynamics of Commensurate Charge Density Wave in 1T-TaS2 Based on Three-Orbital Hubbard Model2019

    • 著者名/発表者名
      T. N. Ikeda, H. Tsunetsugu, and K. Yonemitsu
    • 雑誌名

      Appl. Sci.

      巻: 9 号: 1 ページ: 70-70

    • DOI

      10.3390/app9010070

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Floquet-theoretical formulation and analysis of high-order harmonic generation in solids2019

    • 著者名/発表者名
      T. N. Ikeda, K. Chinzei and H. Tsunetsugu
    • 雑誌名

      Phys. Rev. A

      巻: 98 号: 6 ページ: 063426-063426

    • DOI

      10.1103/physreva.98.063426

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Revisiting the Floquet-Bloch theory for an exactly solvable model of one-dimensional crystals in strong laser fields2018

    • 著者名/発表者名
      T. N. Ikeda
    • 雑誌名

      Phys. Rev. A

      巻: 97 号: 6 ページ: 063413-063413

    • DOI

      10.1103/physreva.97.063413

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Theory of nonlinear optical responses in Kitaev spin liquids2021

    • 著者名/発表者名
      Minoru Kanega, Tatsuhiko N. Ikeda, Masahiro Sato
    • 学会等名
      APS March Meeting 2021
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Anisotropic Charge Density Waves in Thermal Quench of 2H-TaSe22021

    • 著者名/発表者名
      Tatsuhiko N. Ikeda, Koji Kawahara, Keiji Nakatsugawa, Satoshi Tanda
    • 学会等名
      APS March Meeting 2021
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Origin of Stripe CDW Structures and Multivalley Free Energy Landscape in MX2 Systems2021

    • 著者名/発表者名
      Keiji Nakatsugawa, Tatsuhiko N. Ikeda, Satoshi Tanda
    • 学会等名
      APS March Meeting 2021
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 非線形光学効果の中に現れるキタエフスピン液体の特性2021

    • 著者名/発表者名
      金賀穂, 池田達彦, 佐藤正寛
    • 学会等名
      日本物理学会 第76回年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 整合角ねじれ2層グラフェンの高次高調波発生の理論2021

    • 著者名/発表者名
      池田達彦
    • 学会等名
      日本物理学会 第76回年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Volterra型積分方程式法による固体中の高次高調波発生の定式化と解析2021

    • 著者名/発表者名
      萱沼洋輔, 池田達彦, 田中智
    • 学会等名
      日本物理学会 第76回年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] MX2系におけるCDW自由エネルギー多谷構造のUniversality2021

    • 著者名/発表者名
      中津川啓治, 池田達彦, 豊嶋剛司, 丹田聡
    • 学会等名
      日本物理学会 第76回年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] High-harmonic generation from solids: Floquet-theoretical approach and Dirac semimetals2021

    • 著者名/発表者名
      Tatsuhiko N. Ikeda
    • 学会等名
      The Schwinger Effect and Strong-Field Physics, YITP Molecule-Type Virtual (Zoom) Workshop
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Nonequilibrium steady states in periodically driven dissipative quantum systems2020

    • 著者名/発表者名
      Tatsuhiko N. Ikeda
    • 学会等名
      Fundamental Aspects of Statistical Mechanics and the Emergence of Thermodynamics in Non-Equilibrium Systems
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ハバード模型におけるフロケ動的対称性に保護された時間結晶相2020

    • 著者名/発表者名
      鎮西弘毅, 池田達彦
    • 学会等名
      日本物理学会 2020年秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 3次元ディラック半金属Cd3As2薄膜における室温高効率テラヘルツ高次高調波発生と非平衡ダイナミクス2020

    • 著者名/発表者名
      神田夏輝, Bing Cheng, 池田達彦, 松田拓也, 夏沛宇, Timo Schumann, Susanne Stemmer, 板谷治郎, N. P. Armitage, 松永隆佑
    • 学会等名
      日本物理学会 2020年秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ディラック半金属におけるテラヘルツ高次高調波の発生機構と電子の散乱・緩和時間依存性2020

    • 著者名/発表者名
      池田達彦, Bing Cheng, 神田夏輝, 松田拓也, 夏沛宇, Timo Schumann, Susanne Stemmer, 板谷治郎, N. P. Armitage, 松永隆佑
    • 学会等名
      日本物理学会 2020年秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 空間反転対称性の破れたワイル半金属WTe2のテラヘルツ非線形応答2020

    • 著者名/発表者名
      松田拓也, 神田夏輝, 池田達彦, 松永隆佑
    • 学会等名
      日本物理学会 2020年秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 量子マスター方程式による多体系における高次高調波発生の解析2020

    • 著者名/発表者名
      佐藤正寛, 池田達彦
    • 学会等名
      日本物理学会 2020年秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Kitaev磁性体における電気磁気相互作用による高次高調波発生の理論2020

    • 著者名/発表者名
      金賀穂, 池田達彦, 佐藤正寛
    • 学会等名
      日本物理学会 2020年秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] MX2系における√13×√13、√7×√7構造及びNC-Stripe-C逐次相転移:実験と理論2020

    • 著者名/発表者名
      丹田聡, 中津川啓治, 池田達彦
    • 学会等名
      日本物理学会 2020年秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Origin of stripe structure in MX2 systems2020

    • 著者名/発表者名
      中津川啓治, 池田達彦, 丹田聡
    • 学会等名
      日本物理学会 2020年秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 周期駆動された散逸量子系における非平衡定常状態の一般的記述2020

    • 著者名/発表者名
      池田達彦, 佐藤正寛
    • 学会等名
      日本物理学会 2020年秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 高次高調波における量子磁性体と超伝導体のアナロジー2020

    • 著者名/発表者名
      佐藤正寛, 池田達彦
    • 学会等名
      日本物理学会年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 空間反転対称性の破れたワイル半金属における室温テラヘルツ第二高調波発生2020

    • 著者名/発表者名
      松田拓也, 神田夏輝, 池田達彦, 松永隆佑
    • 学会等名
      日本物理学会年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ディラック半金属におけるテラヘルツ高次高調波発生の理論2020

    • 著者名/発表者名
      池田達彦, Bing Cheng, 神田夏輝, 松田拓也, 夏沛宇, Timo Schumann, Susanne Stemmer, 板谷治郎, N. P. Armitage, 松永隆佑
    • 学会等名
      日本物理学会年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ディラック半金属Cd3As2薄膜における高効率テラヘルツ高調波発生とサブサイクル分光2020

    • 著者名/発表者名
      神田夏輝, Bing Cheng, 池田達彦, 松田拓也, 夏沛宇, Timo Schumann, Susanne Stemmer, 板谷治郎, N. P. Armitage, 松永隆佑
    • 学会等名
      日本物理学会年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 非可換保存量の組を用いた一般化ギブスアンサンブル2020

    • 著者名/発表者名
      深井康平, 野澤優治, 川原光滋, 池田達彦
    • 学会等名
      日本物理学会年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 様々な固体からの高次高調波発生2020

    • 著者名/発表者名
      池田達彦
    • 学会等名
      第9回「凝縮系理論の最前線」
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 層状MX2化合物における自由エネルギー多谷構造とストライプCDW構造の起源2019

    • 著者名/発表者名
      池田達彦
    • 学会等名
      第13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
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Floquet-Theoretical Analysis of High-Harmonic Generation in Solids2019

    • 著者名/発表者名
      Tatsuhiko N. Ikeda
    • 学会等名
      Trends in Theory of Correlated Materials (TTCM2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Floquet 理論を用いた固体高次高調波の研究2019

    • 著者名/発表者名
      池田達彦
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 磁気励起による高調波発生の理論と実験提案2019

    • 著者名/発表者名
      池田達彦, 佐藤正寛
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 単層電荷密度波:中西・斯波理論再訪2019

    • 著者名/発表者名
      中津川 啓治, 丹田 聡, 池田 達彦
    • 学会等名
      日本物理学会年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] TaS2における電荷密度波の光誘起ダイナミクスの理論2019

    • 著者名/発表者名
      池田 達彦, 常次 宏一, 米満 賢治
    • 学会等名
      日本物理学会年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Kronig-Penneyポテンシャル中のFloquet-Bloch固有状態2018

    • 著者名/発表者名
      池田 達彦
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Floquet-Bloch理論による固体高次高調波の定式化と解析2018

    • 著者名/発表者名
      池田 達彦, 鎮西 弘毅, 常次 宏一
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Floquet-Theoretical Formulation and Analysis of High-Harmonic Generation in Solids2018

    • 著者名/発表者名
      T. N. Ikeda, K. Chinzei, H. Tsunetsugu
    • 学会等名
      Trends in Theory of Correlated Materials (TTCM 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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