| 研究課題/領域番号 |
19K03680
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分13010:数理物理および物性基礎関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人理化学研究所 |
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研究代表者 |
古崎 昭 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 主任研究員 (10238678)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
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| キーワード | ディラック半金属 / LSM定理 / 量子スピン模型 / 対称性 / 脆いトポロジカル絶縁体 / トポロジカル超伝導体 / ジョセフソン効果 / マヨラナ・フェルミオン / トポロジカル結晶絶縁体 / トポロジカル結晶超伝導体 / アクシオン絶縁体 / スピン軌道相互作用 / トポロジカル相 / トポロジカル絶縁体 / トポロジカル超伝導 / 量子相転移 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
結晶の空間群対称性と電子間の相互作用を考慮して、対称性によって守られたトポロジカル量子相を特徴づけ分類する基礎理論を発展させる。電子相関の強い系に対して、空間対称性と内部対称性で守られた（高次）トポロジカル相の模型を構築し、その物性を解明する。さらに、ギャップレスのディラック電子に対する電子相関効果を調べ、秩序相やトポロジカル相の間の量子相転移に関して新たな知見を得る。
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| 研究実績の概要 |
回転対称性と時間反転対称性によって守られたディラック半金属のｓ波超伝導相に対して、回転軸方向にかけた磁場によって生じる磁束の中に束縛された準粒子のエネルギースペクトルについて研究した。フェルミーエネルギーがディラック点に近い場合に、準粒子スペクトルが時間反転対称な運動量付近でギャップレスになることを示した。
量子一次元スピン模型の基底状態の縮退やギャップの有無に関するLieb-Schultz-Mattis定理に関連して、ハミルトニアンのもつ離散対称性のゲージ化とスピン模型の双対性について考察した。さらに、一般の空間次元における対称性に守られたトポロジカル相（SPT相）の分類と、複数のパラメータを変数軸とした相図におけるSPT相（あるいは可逆相）のトポロジカルな構造（高次ホモトピー群）の関係について考察した。
３次元の相互作用する電子系のトポロジカル秩序相やフラクトン相に対するcoupled wire模型の構築とその解析の結果をとりまとめて論文発表した。
また、スピン軌道相互作用が無視できるほど小さい化合物において、６回回転対称性の2次元表現に対応する（スピン自由度を無視して）2重縮退したバンドが交差することによって生じる4重縮退点（ディラック点）の可能性について考察し、候補物質を探索した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
ディラック半金属の候補物質の探索や、そのｓ波超伝導状態における磁束中束縛状態について新しい研究成果を得て、論文の投稿・出版ができた。さらに、Lieb-Schultz-Mattis定理と相図のトポロジーについて一定の理解が得られた。3次元強相関系のトポロジカル秩序相やフラクトン相に関する論文を出版した。
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| 今後の研究の推進方策 |
スピン軌道相互作用の無視できる物質・化合物のトポロジカル相の研究について再検討し、ｓ波超伝導秩序をもった脆いトポロジカル超伝導相について考察を進め、論文にまとめる。また、不純物散乱効果についての研究を継続し、オイラー絶縁体やトポロジカル超伝導体における不純物効果について結果をまとめる。
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