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ベリー位相で新規量子相転移をデザインする

研究課題

研究課題/領域番号 20540383
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 数理物理・物性基礎
研究機関独立行政法人物質・材料研究機構

研究代表者

田中 秋広  独立行政法人物質・材料研究機構, 環境・エネルギー材料萌芽ラボ, 主幹研究員 (10354143)

研究分担者 河野 昌仙  独立行政法人物質・材料研究機構, ナノアーキテクトニクス研究拠点, MANA研究者 (40370308)
研究期間 (年度) 2008 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2010年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2009年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2008年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードベリー位相 / 量子相転移 / 量子位相干渉 / 量子スピン系 / トポロジカル絶縁体 / フローケの方法 / 捩率 / リーマン・カルタン時空 / 量子スピンホール効果 / 量子熱ホール効果 / チャーン・サイモンズ項 / 重力量子異常 / バレー量子ホール効果 / ベリー位相効果 / 分数量子化 / トポロジカル秩序 / スピン液体 / ゲージ対称性 / グラフェン由来物質 / 量子ホール効果 / スピン量子ホール効果
研究概要

多体系の低エネルギーの振る舞いを記述する有効作用に「ベリー位相項」が存在すると、統計力学的な平均操作を行う際には配位間の量子位相干渉効果が生じて、新奇な挙動、特に新しい量子臨界現象に導く可能性がある。このシナリオが実現するケースとして、磁場中の反強磁性体の磁化プラトー間転移、トポロジカル絶縁体の量子相転移などについて詳しく調べた。

報告書

(4件)
  • 2010 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2009 実績報告書
  • 2008 実績報告書
  • 研究成果

    (57件)

すべて 2011 2010 2009 2008

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 11件) 学会発表 (39件) 図書 (6件)

  • [雑誌論文] Duality among competing orders in antiferromagnets and topological insulators : nonlinear sigma model approach2011

    • 著者名/発表者名
      A.Tanaka
    • 雑誌名

      accepted for publication in J.Phys.: Conference Proceeding

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photoinduced transition between topological and conventional insulators in two-dimensional electronic systems2010

    • 著者名/発表者名
      J.Inoue, A.Tanaka
    • 雑誌名

      Phys.Rev.Lett. 105

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photoinduced transition between conventional and topological insulators in two-dimensional electronic systems2010

    • 著者名/発表者名
      井上純一
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 105

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] グラフェン様絶縁体におけるトポロジカルな電荷・スピン・熱応答2010

    • 著者名/発表者名
      田中秋広
    • 雑誌名

      物性研だより 49

      ページ: 45-45

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [雑誌論文] Geometric phases and the magnetization process in quantum antiferromagnet2009

    • 著者名/発表者名
      A.Tanaka, K.Totsuka, X.Hu
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B 79

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamically dominant excitations of string solutions inthe spin-1/2 AF Heisenberg chain in a magnetic field2009

    • 著者名/発表者名
      M.Kohno
    • 雑誌名

      Phys.Rev.Lett. 102

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Geometric phases and the magnetization process in quantum antiferromagnets2009

    • 著者名/発表者名
      A. Tanaka, K. Totsuka, X. Hu
    • 雑誌名

      Physical Review B 79

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamically dominant excitations of string solutions in the spin-1/2 AF Heisenberg chain in a magnetic field2009

    • 著者名/発表者名
      M. Kohno
    • 雑誌名

      Physical Review Letters 102

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamical properties of spatially anisotropic frustrate-ed Heisenberg models in a magnetic field2009

    • 著者名/発表者名
      M. Kohno, L. Balents, O. A. Starykh
    • 雑誌名

      Journal of Physics : Conference Series 145

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bound states of spinons in spatially anisotropic frustrated XXZ models in the Ising limit2009

    • 著者名/発表者名
      M. Kohno
    • 雑誌名

      Journal of Physics : Conference Series 150

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 量子多体系-Emergentな物質世界散策のための文献案内2008

    • 著者名/発表者名
      田中秋広
    • 雑誌名

      日本物理学会誌 63

      ページ: 882-883

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 量子多体系-Emergent な物質世界散策のための文献案内2008

    • 著者名/発表者名
      田中秋広
    • 雑誌名

      日本物理学会誌 63

      ページ: 882-883

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Polyakovスピン因子の量子スピン系・トポロジカル絶縁体への応用2011

    • 著者名/発表者名
      田中秋広
    • 学会等名
      日本物理学会第66回年次大会
    • 発表場所
      新潟大学五十嵐キャンパス(新潟市)
    • 年月日
      2011-03-27
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Polyakovスピン因子の量子スピン系・トポロジカル絶縁体への応用2011

    • 著者名/発表者名
      田中秋広
    • 学会等名
      日本物理学会第66回年次大会
    • 発表場所
      新潟大学五十嵐キャンパス(新潟県)
    • 年月日
      2011-03-27
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] An approach to studying the duality among competing orders in antiferromagnets and topological insulators2011

    • 著者名/発表者名
      A.Tanaka
    • 学会等名
      International Conference on Frustration in Magnets (ICFM2011)
    • 発表場所
      仙台国際センター(宮城県)
    • 年月日
      2011-01-12
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] An approach to studying the duality among competing orders in antiferromagnets and topological insulators2011

    • 著者名/発表者名
      田中秋広
    • 学会等名
      International Conference on Frustration in Condensed Matters
    • 発表場所
      仙台国際センター(宮城県)
    • 年月日
      2011-01-12
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] トポロジカル場の理論が予測するトポロジカル量子現象2010

    • 著者名/発表者名
      田中秋広
    • 学会等名
      新学術領域「トポロジカル量子」第一回領域研究会
    • 発表場所
      京都大学100周年時計台記念館(京都府)
    • 年月日
      2010-12-19
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] トポロジカル場の理論が予測するトポロジカル量子現象2010

    • 著者名/発表者名
      田中秋広
    • 学会等名
      対称性の破れた凝縮系におけるトポロジカル量子効果
    • 発表場所
      京都大学百周年時計台記念館(京都府)
    • 年月日
      2010-12-18
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 捩率を含むトポロジカル場の理論とトポロジカル絶縁体2010

    • 著者名/発表者名
      田中秋広
    • 学会等名
      日本物理学会2010年秋季大会
    • 発表場所
      大阪府立大学中百舌鳥キャンパス(大阪府)
    • 年月日
      2010-09-23
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書 2010 研究成果報告書
  • [学会発表] フラストレート磁性体のトポロジカル応答と重力量子異常2010

    • 著者名/発表者名
      田中秋広
    • 学会等名
      日本物理学会第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大学津島キャンパス(岡山県)
    • 年月日
      2010-03-21
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] フラストレート磁性体のトポロジカル応答と重力量子異常2010

    • 著者名/発表者名
      田中秋広
    • 学会等名
      物性研短期研究会-ディラック電子系の物性
    • 発表場所
      岡山大学(岡山県)
    • 年月日
      2010-03-21
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Gauge and gravitational anomalies in graphene-related system2010

    • 著者名/発表者名
      A.Tanaka
    • 学会等名
      IPMU Focus Week : Condensed Matter meets High Energy Physics
    • 発表場所
      数物連携宇宙研究機構(千葉県)
    • 年月日
      2010-02-12
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Gauge and gravitational anomalies in graphene-related systems2010

    • 著者名/発表者名
      田中秋広
    • 学会等名
      IPMU Focus Week : Condensed Matter meets High Energy Physics
    • 発表場所
      数物連携宇宙研究機構(千葉県)
    • 年月日
      2010-02-12
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] フラストレート磁性体のトポロジカル応答と重力量子異常2010

    • 著者名/発表者名
      田中秋広
    • 学会等名
      特定領域研究「フラストレーションが創る新しい物性」平成21年度成果報告会
    • 発表場所
      京大基礎物理学研究所(京都府)
    • 年月日
      2010-01-07
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] フラストレート磁性体のトポロジカル応答とゲージ・重力量子異常2010

    • 著者名/発表者名
      田中秋広
    • 学会等名
      特定領域研究「フラストレーションが創る新しい物性」平成21年度成果報告会
    • 発表場所
      京大基礎物理学研究所(京都府)
    • 年月日
      2010-01-07
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Manifestation of gauge/gravitational anomalies in graphene-derived insulators2009

    • 著者名/発表者名
      A.Tanaka
    • 学会等名
      RIKEN Workshop on Emergent Phenomena of Correlated Materials
    • 発表場所
      理化学研究所(埼玉県)
    • 年月日
      2009-12-02
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書 2009 実績報告書
  • [学会発表] グラフェン様絶縁体におけるトポロジカルな電荷・スピン・熱応答2009

    • 著者名/発表者名
      田中秋広
    • 学会等名
      茨城大学物理学科コロキウム
    • 発表場所
      茨城大学理学部(茨城県)
    • 年月日
      2009-11-20
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書 2009 実績報告書
  • [学会発表] グラフェン様絶縁体におけるトポロジカルな電荷・スピン・熱応答2009

    • 著者名/発表者名
      田中秋広
    • 学会等名
      物性研短期研究会-ディラック電子系の物性
    • 発表場所
      東大物性研究所(千葉県)
    • 年月日
      2009-10-22
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書 2009 実績報告書
  • [学会発表] グラフェン様絶縁体における重力アノマリー2009

    • 著者名/発表者名
      田中秋広
    • 学会等名
      日本物理学会2009年秋季大会
    • 発表場所
      熊本大学黒髪キャンパス(熊本県)
    • 年月日
      2009-09-25
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] グラフェン様絶縁体における重力アノマリー2009

    • 著者名/発表者名
      田中秋広
    • 学会等名
      日本物理学会2009年秋季大会
    • 発表場所
      熊本大学(熊本県)
    • 年月日
      2009-09-25
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 曲ったグラフェン関連物質における交差パリティー異常2009

    • 著者名/発表者名
      田中秋広
    • 学会等名
      日本物理学会第64回年次大会
    • 発表場所
      立教大学池袋キャンパス(東京都)
    • 年月日
      2009-03-27
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] 曲ったグラフェン関連物質における交差パリティー異常2009

    • 著者名/発表者名
      田中秋広
    • 学会等名
      日本物理学会第64回年次大会
    • 発表場所
      立教大学、東京都
    • 年月日
      2009-03-27
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 異方的三角格子反強磁性体における磁場中での粒子描象の変化2009

    • 著者名/発表者名
      河野昌仙
    • 学会等名
      日本物理学会第64回年次大会
    • 発表場所
      立教大学、東京都
    • 年月日
      2009-03-27
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Chiral structure and mixed parity anomaly in graphene-related systems2009

    • 著者名/発表者名
      A.Tanaka
    • 学会等名
      2009 March Meeting of the American Physical Society
    • 発表場所
      Lawrence Convention Center, Pittsburgh, U.S.A
    • 年月日
      2009-03-20
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Chiral structure and mixed parity anomaly in graphene-related systems2009

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Tanaka
    • 学会等名
      2009 March Meeting of the American Physical Society
    • 発表場所
      Lawrence Convention Center Pittsburgh (アメリカ)
    • 年月日
      2009-03-20
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Dynamically dominant excitations of string solutions in the AF Heisenberg chain in magnetic fields2009

    • 著者名/発表者名
      Masanori Kohno
    • 学会等名
      2009 March meeting of the Americal Physical Society
    • 発表場所
      Lawrence Convention Center Pittsburgh (アメリカ)
    • 年月日
      2009-03-19
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Quasiparticles in anisotropic triangular antiferromagnets2009

    • 著者名/発表者名
      Masanori Kohno
    • 学会等名
      MANA international symposium 2009
    • 発表場所
      つくば国際会議場つくば市
    • 年月日
      2009-02-26
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 異方的三角格子反強磁性体における磁場中での粒子2009

    • 著者名/発表者名
      河野昌仙
    • 学会等名
      特定領域研究「フラストレーションが創る新しい物性」平成20年度領域成果報告会
    • 発表場所
      東京大学物性研究所柏市
    • 年月日
      2009-01-09
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 異方的三角格子反強磁性体における磁場中での粒子描像の変化2008

    • 著者名/発表者名
      河野昌仙
    • 学会等名
      第3回トピカルミーティング「フラストレーションとスピン液体」
    • 発表場所
      神戸大学、神戸市
    • 年月日
      2008-12-23
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 磁場中で現れるハイゼンベルグ鎖の隠れた励起2008

    • 著者名/発表者名
      河野昌仙
    • 学会等名
      日本物理学会2008年秋季大会
    • 発表場所
      岩手大学、盛岡市
    • 年月日
      2008-09-21
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 強磁場下スピン系におけるZ_2ゲージ理論とfractionalization2008

    • 著者名/発表者名
      戸塚圭介, 他
    • 学会等名
      日本物理学会2008年秋季大会
    • 発表場所
      岩手大学(岩手県)
    • 年月日
      2008-09-20
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] グラフェンにおけるCallan-Harvey効果2008

    • 著者名/発表者名
      田中秋広
    • 学会等名
      日本物理学会2008年秋季大会
    • 発表場所
      岩手大学(岩手県)
    • 年月日
      2008-09-20
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] グラフェンにおける Callan-Harvey 効果2008

    • 著者名/発表者名
      田中秋広
    • 学会等名
      日本物理学会2008年秋期大会
    • 発表場所
      岩手大学、盛岡市
    • 年月日
      2008-09-20
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 強磁場下スピン系におけるZ_2ゲージ理論と fractionalization2008

    • 著者名/発表者名
      戸塚圭介, 田中秋広
    • 学会等名
      日本物理学会2008年秋季大会
    • 発表場所
      岩手大学、盛岡市
    • 年月日
      2008-09-20
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Dynamical properties of spatially anisotropic frustrated Heisenberg model in a magnetic field2008

    • 著者名/発表者名
      Masanori Kohno
    • 学会等名
      Highly Frustrated Magnetism 2008
    • 発表場所
      Technische Universitat Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig, Braunschweig (ドイツ)
    • 年月日
      2008-09-10
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Bound states of spinons in spatially anisotropic frustrated XXZ models in the Ising limit2008

    • 著者名/発表者名
      RA Masanori Kohno
    • 学会等名
      25-th International conference on low temperature physics
    • 発表場所
      RAI Conference Center, Amsterdam (オランダ)
    • 年月日
      2008-08-09
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Effective Hamiltonian approach for dynamical properties of spatially anisotropic frustrated antiferromagnets2008

    • 著者名/発表者名
      Masanori Kohno
    • 学会等名
      WMRIF workshop for young scientists
    • 発表場所
      物質・材料研究機構、つくば市
    • 年月日
      2008-07-23
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Magnetization of quantum antiferromagnets-role of geometric phases2008

    • 著者名/発表者名
      A.Tanaka
    • 学会等名
      Ninth Taiwan international symposium on Statistical Physics
    • 発表場所
      Academia Sinica, Taipei(台湾)
    • 年月日
      2008-07-08
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Magnetization of quantum antiferromagnets-role of geometric phases2008

    • 著者名/発表者名
      A. Tanaka
    • 学会等名
      The 9th Taiwan international symposium on statistical physics
    • 発表場所
      Academia Sinica, Taipei (台湾)
    • 年月日
      2008-07-08
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Vortex Berry phase theory of antiferromagnets in a magnetic field2008

    • 著者名/発表者名
      A.Tanaka, 他
    • 学会等名
      Topological aspects of solid state Physics
    • 発表場所
      京都大学基礎物理学研究所、京都市
    • 年月日
      2008-06-23
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Vortex Berry phase theory of antiferromagnets in a magnetic field2008

    • 著者名/発表者名
      A. Tanaka, K. Totsuka
    • 学会等名
      Topological aspects of solid state physics
    • 発表場所
      京都大学基礎物理学研究所、京都市
    • 年月日
      2008-06-23
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [図書] 縮系物理における場の理論(下)(275ページ)2010

    • 著者名/発表者名
      新井正男, ほか共訳
    • 出版者
      吉岡書店
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [図書] 縮系物理における場の理論(下)(289ページ)2010

    • 著者名/発表者名
      新井正男, ほか共訳
    • 出版者
      吉岡書店
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [図書] 縮系物理における場の理論(下)(260ページ)2010

    • 著者名/発表者名
      新井正男, ほか共訳
    • 出版者
      吉岡書店
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [図書] 凝縮系物理における場の理論(下)2010

    • 著者名/発表者名
      新井正男, (ほか5名共訳)
    • 出版者
      吉岡書店
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [図書] 凝縮系物理における場の理論(中)2010

    • 著者名/発表者名
      新井正男, (ほか5名共訳)
    • 総ページ数
      289
    • 出版者
      吉岡書店
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [図書] 凝縮系物理における場の理論(上)2009

    • 著者名/発表者名
      新井正男, (ほか5名共訳)
    • 総ページ数
      260
    • 出版者
      吉岡書店
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

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公開日: 2008-04-01   更新日: 2016-04-21  

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