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量子位相欠陥による粒子-ホール対称性の破れに関する理論的研究

研究課題

研究課題/領域番号 20029003
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関東北大学

研究代表者

海老澤 丕道  東北大学, 教養教育院, 総長特命教授 (90005439)

研究分担者 林 正彦  秋田大学, 教育文化学部, 准教授 (60301040)
研究期間 (年度) 2008 – 2009
研究課題ステータス 完了 (2009年度)
配分額 *注記
2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
2009年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2008年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワードエキゾチック超伝導 / トポロジカル結晶 / 位相欠陥 / 粒子-ホール対称性 / 電荷密度波 / 渦糸 / 低温物性 / 超伝導
研究概要

今年度は、前年に引き続き超伝導や電荷密度波における準粒子の新奇なダイナミクスと粒子-ホール対称性の破れについて、ミクロなレベルからのの研究を行った。
(1)電荷密度波の時間に依存するギンツブルグ・ランダウ方程式(TDGL)に関する研究
前年の成果を受けて以下の研究を進めた。
・CDWのTDGLに関するミクロなレベルからの導出に関する研究
非平衡状態を解析可能なKeldyshグリーン関数の方法を用いて、導出したTDGLの理論的正当性に関して検討した。(広島大・高根美武氏との共同研究)
・CDWのダイナミクスのシミュレーション手法の開発
前年に引き続きTDGLを用いたCDWダイナミクスのシミュレーション手法を開発した。特に、従来から用いられてきたTDGLと我々が新規に導出したものとの違いについて、数値的な観点から明らかにする方法を検討した。
(2)グラフェンにおける粒子-ホール対称性と超伝導電流に関する研究
前年度の研究で1層および2層のグラフェンにおける超伝導近接効果(超伝導-グラフェン-超伝導接合)の振る舞いについて解析し、2層系では接合を流れる臨界電流に、特異な温度および電極間距離に関する振動が現れることを示した。本年度は、特にグラフェンにAB副格子(sublattice)が存在する効果を定量的に明らかにすることを目指して研究を進めた。具体的には前年度議論したトンネル・ハミルトニアンの方法を、副格子を区別して定式化し、計算を行った。その結果、2層グラフェンの振動現象は、AB副格子で交互に起きており、それらを平均すると1層系と同様に振動のない単調な振る舞いを示すことが分かった。現在さらに、振動現象を物理的に観測する為の手段についても検討しており、一定の成果を得ている。

報告書

(2件)
  • 2009 実績報告書
  • 2008 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2010 2009 2008

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (19件)

  • [雑誌論文] Topological Defect and Quasi-particle Dynamics in Charge Density Waves2010

    • 著者名/発表者名
      M.Hayashi, H.Ebisawa
    • 雑誌名

      Physica C (accepted, 掲載予定)

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Theoretical Study of Superconducting Proximity Effect in Single and Multi-layered Graphene2010

    • 著者名/発表者名
      M.Hayashi, H.Yoshioka, A.Kanda
    • 雑誌名

      Physica C (accepted, 掲載予定)

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Superconducting proximity effect through graphene and graphite films2008

    • 著者名/発表者名
      Masahiko Hayashi, Hideo Yoshioka and Akinobu Kanda
    • 雑誌名

      Journal of Physics : Conference Series 109

      ページ: 12014-12017

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nonlinear dynamics and resistive transition in intrinsic Josephson junctions2008

    • 著者名/発表者名
      Motonari Suzuki , Masahiko Hayashi, Hiromichi Ebisawa
    • 雑誌名

      Journal of Physics and Chemistry of Solids 69

      ページ: 3253-3256

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Domain-wall structure of a classical Heisenberg ferromagnet on a Moebius strip2008

    • 著者名/発表者名
      Masanao Yoneya, Kazuhiro Kuboki and Masahiko Hayashi
    • 雑誌名

      Physical Review B 78

      ページ: 64419-64424

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Superconducting Proximity Effect in Monolayer and Bilayer Graphene : Critical Current and Pair Amplitude2010

    • 著者名/発表者名
      M.Hayashi, H.Yoshioka, A.Kanda
    • 学会等名
      APS March Meeting 2010
    • 発表場所
      Oregon Conference Center, Portland, Oregon
    • 年月日
      2010-03-17
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Temperature dependence of proximity-induced supercurrent in single and multi-layer graphene2010

    • 著者名/発表者名
      A.Kanda, H.Goto, H.Tomori, S.Tanaka, Y.Ootuka, K.Tsukagoshi, M.Hayashi, H.Yoshioka
    • 学会等名
      APS March Meeting 2010
    • 発表場所
      Oregon Conference Center, Portland, Oregon
    • 年月日
      2010-03-17
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Superconducting proximity effect in single and multilayer graphene2009

    • 著者名/発表者名
      A.Kanda, H.Goto, H.Tomori, S.Tanaka, Y.Ootuka, K.Tsukagoshi, M.Hayashi, H.Yoshioka
    • 学会等名
      International Symposium on Advanced Nanodevices and Nanotechnology(ISANN2009)
    • 発表場所
      Kaanapali, Maui, Hawaii, USA
    • 年月日
      2009-12-02
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Theoretical study of superconducting proximity effect in monolayer and bilayer graphene2009

    • 著者名/発表者名
      M.Hayashi, H.Yoshioka, A.Kanda
    • 学会等名
      International Symposium on Advanced Nanodevices and Nanotechnology(ISANN2009)
    • 発表場所
      Kaanapali, Maui, Hawaii, USA
    • 年月日
      2009-12-02
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] グラフェンにおける超伝導近接効果の理論2009

    • 著者名/発表者名
      林正彦, 神田晶申, 吉岡英生
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      岩手大学
    • 年月日
      2009-09-21
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Theoretical Study of Superconducting Proximity Effect in Graphite Thin Films2009

    • 著者名/発表者名
      M.Hayashi, H.Yoshioka, A.Kanda
    • 学会等名
      The 9th International Conference on Materials and Mechanisms of Superconductivity(M2S-IX)
    • 発表場所
      Keio Plaza Hotel, Tokyo, Japan
    • 年月日
      2009-09-11
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Topological Defect and Quasi-particle Dynamics in Charge Density Waves2009

    • 著者名/発表者名
      M.Hayashi, H.Ebisawa
    • 学会等名
      The 9th International Conference on Materials and Mechanisms of Superconductivity(M2S-IX)
    • 発表場所
      Keio Plaza Hotel, Tokyo, Japan
    • 年月日
      2009-09-11
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Anomalous temperature dependence of critical supercurrent in multilayer graphene coupled to superconductors2009

    • 著者名/発表者名
      A.Kanda, H.Goto, Y.Ootuka, K.Tsukagoshi, H.Yoshioka, M.Hayashi
    • 学会等名
      The 18th International Conference on Electronic Properties of Two-Dimensional Systems(EP2DS)
    • 発表場所
      Kobe International Conference Center
    • 年月日
      2009-07-20
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Superconducting proximity effect through single-layer and multilayer graphene films2009

    • 著者名/発表者名
      M.Hayashi, H.Yoshioka, A.Kanda
    • 学会等名
      The 18th International Conference on Electronic Properties of Two-Dimensional Systems(EP2DS)
    • 発表場所
      Kobe International Conference Center
    • 年月日
      2009-07-20
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Gauge Symmetry and Spectral Flow in Charge Density Waves2008

    • 著者名/発表者名
      林正彦, 海老澤, 丕道
    • 学会等名
      文科省化学研究費補助金「特定領域研究」スーパークリーン物質で実現する新しい量子相の物理研究成果報告会
    • 発表場所
      奈良県新公会堂
    • 年月日
      2008-12-19
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] グラフェンと超伝導の接合系の物性について2008

    • 著者名/発表者名
      林正彦, 神田晶申, 吉岡英生
    • 学会等名
      東北大学電気通信研究所共同プロジェクト研究会「超伝導計算機の基礎と応用に関する研究」
    • 発表場所
      東北大学電気通信研究所
    • 年月日
      2008-12-17
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] グラフェンを用いた超伝導接合の物性2008

    • 著者名/発表者名
      林正彦
    • 学会等名
      第2回北東北国立3大学連携推進研究プロジェクト研究会「機能と構造の協奏から生み出される多様な物質相の探索」
    • 発表場所
      弘前大学理工学部大会議室
    • 年月日
      2008-10-11
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Experimental Determination of Vortex Patterns in a Mesoscopic Superconducting Square with Artificial Pinning Center2008

    • 著者名/発表者名
      A. Kanda, S. Hatsumi, R. Furugen, Y. Ootsuka, M. Hayashi
    • 学会等名
      25th International Conference on Low Temperature Physics(LT25)
    • 発表場所
      RAI Convention Center, Amsterdam. Netherlands
    • 年月日
      2008-09-08
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Theory of Superconducting Proximity Effect in Graphite Fllms2008

    • 著者名/発表者名
      M. Hayahsi, H. Yoshioka, and A. Kanda
    • 学会等名
      25th International Conference on Low Temperature Physics(LT25)
    • 発表場所
      RAI Convention Center, Amsterdam, Netherlands
    • 年月日
      2008-09-07
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Numerical Studies on Fluctuations in Superconducting Nanostructures2008

    • 著者名/発表者名
      M. Hayashi, H. Ebisawa, M. Kato
    • 学会等名
      25th International Conference on Low Temperature Physics(LT25)
    • 発表場所
      RAI Convention Center, Amsterdam, Netherlands
    • 年月日
      2008-09-07
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Superconductivity and charge-density wave in ring- or Moebius-shaped NbSe3 and TaS3 single crystals2008

    • 著者名/発表者名
      M. Hayashi
    • 学会等名
      XI Congress of the International Union of Crystallography(IUCr2008)
    • 発表場所
      Grand Cube Osaka(Osaka International Convention Center), Osaka, Japan
    • 年月日
      2008-08-26
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] グラフェンにおける超伝導近接効果の理論2008

    • 著者名/発表者名
      林正彦, 神田晶申, 吉岡英生
    • 学会等名
      基礎物理学研究所研究会「不均一超伝導超流動状態と量子物理」
    • 発表場所
      京都大学基礎物理学研究所
    • 年月日
      2008-07-31
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] トポロジカル結晶の構造と物性に関する理論的研究2008

    • 著者名/発表者名
      林正彦
    • 学会等名
      45回原研・兵県大合同コロキウム
    • 発表場所
      SPring-8, 萌光館"HOUKOUKAN"seminar rooln
    • 年月日
      2008-06-19
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 超伝導・グラフェン接合における近接効果の理論2008

    • 著者名/発表者名
      林正彦
    • 学会等名
      超伝導・グラフェン・強磁性等接合系に関する研究会
    • 発表場所
      「湯の越の宿」秋田県南秋田郡五城目町
    • 年月日
      2008-04-16
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書

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公開日: 2008-04-01   更新日: 2018-03-28  

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