| 研究課題/領域番号 |
20H01830
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分13020:半導体、光物性および原子物理関連
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| 研究機関 | 九州大学 (2021-2022)
東北大学 (2020) |
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研究代表者 |
野村 健太郎 九州大学, 理学研究院, 教授 (00455776)
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| 研究分担者 |
荒木 康史 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 先端基礎研究センター, 任期付研究員 (10757131)
佐藤 正寛 千葉大学, 大学院理学研究院, 教授 (90425570)
三澤 貴宏 早稲田大学, 理工学術院, 主任研究員(研究院准教授) (10582687)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2022年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2021年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
2020年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
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| キーワード | トポロジカル物質 / スピントロニクス / ハイブリッド量子系 / 量子輸送現象 / 物性理論 / トポロジカル量子現象 / 非平衡物性 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では電極が強磁性体であったりあるいは超伝導体であったりする場合、すなわち外部と強く相互作用する「開放系としてのトポロジカル物質」が新たに獲得する機能・現象を、 輸送現象を中心に探索し、基礎学理を構築する。
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| 研究実績の概要 |
強磁性電極を備えたトポロジカルなディラック半金属における従来とは異なるタイプのホール効果を提案しました。 トポロジカルなディラック半金属自体は時間反転対称性を持っていますが、取り付けられた強磁性電極はそれを破り、大きなホール応答を引き起こします。 この誘導ホール効果は、トポロジカル ディラック半金属や量子スピン ホール絶縁体などのトポロジカル物質で発生するヘリカル表面/エッジ状態の特徴です。
磁性ワイル半金属の電流および電荷誘起スピントルクを理論的に研究しました。 スピン軌道トルクとスピントランスファートルクを含むすべての電流誘起スピントルクを、空間的および時間的導関数と電流に関して一次まで決定しました。 電荷誘起スピン トルクは、モデル内のスピン演算子と軸電流演算子の間の対応によるカイラル異常に由来します。
積層カゴメ系Ｃｏ３Ｓｎ２Ｓ２の磁性に対するキャリアドーピング効果を有効モデルとＨａｒｔｒｅｅ‐Ｆｏｃｋ法に基づいて研究した。 さらに、電子ドープ領域では、ノンコリニア反強磁性秩序が見られます。
Cd3AS2やNa3Biなどのトポロジカルディラック半金属の格子模型において，電子スピンに結合した局所磁気モーメントを導入することにより，トポロジカルディラック半金属が交換相互作用を通して磁性ワイル半金属あるいは線ノード半金属に変化することを明らかにした．トポロジカル線ノード半金属においては，バンドのトポロジーはZak位相とその積分値の整数によって特徴付けることができた．これはドラムヘッド型表面状態として教会におけるゼロモードの安定性を保証するものである．
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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
該当年度はトポロジカルディラック半金属のバンドトポロジーと輸送現象に関する研究を進展させることができた．その深度は当初と計画通りである．
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| 今後の研究の推進方策 |
今後はカゴメ格子系などより具体的な物理系の模型を用いて，スピン伝導やスピンダイナミクスの研究を進めていく．
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