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Diagnosing topological phononic materials by first-principle calculations

研究課題

研究課題/領域番号 21K13865
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分13020:半導体、光物性および原子物理関連
研究機関東京工業大学

研究代表者

Zhang Tiantian  東京工業大学, 理学院, 特任助教 (50875101)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードZ2 Dirac points / node-line surface states / chiral phonon theory / truly chiral phonons / new surface states / kagome node-line metal / topological band theory / topological materials / Dirac points / chiral phonon / DFT calculation / DFT / chiral phonons / topological material / phononic material
研究開始時の研究の概要

Phonons are also important (quasi)particles in solids, but studies on their topology are not as much as in electrons. They have unique properties which may lead to discoveries of new topological aspects of phonons, such as new quantum degrees of freedoms (e.g., pseudospin), phonon angular momentum, fragile topological phonons.
We will theoretically explore new aspects of topological phonons, including new topological aspects, searching and studying for materials with new topological phonons, collaborations with experimental groups, and extending the results of phonons to other quasiparticles.

研究成果の概要

I proposed node-line surface phonon material SnIP, kagome node-line metal Ni3In2S2, Z2 Dirac point with multi-helicoid surface states. I built the theory for chiral phonons in non-symmorphic systems and systems with approximate screw symmetry, and demonstrate the truly chiral phonon in HgS.

研究成果の学術的意義や社会的意義

The first proposed node-line surface phonon material SnIP and Z2 Dirac point with multi-helicoid surface states promote the topological band theory. Theories on chiral phonons in non-symmorphic/approximate symmetry systems will triger follow-up studies, and open new avenues in this field.

報告書

(3件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 10件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 10件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件) 学会・シンポジウム開催 (3件)

  • [雑誌論文] Physics of phonons in systems with approximate screw symmetry2022

    • 著者名/発表者名
      Komiyama Hisayoshi、Zhang Tiantian、Murakami Shuichi
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 106 号: 18 ページ: 184104-184104

    • DOI

      10.1103/physrevb.106.184104

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Z2 Dirac points with topologically protected multihelicoid surface states2022

    • 著者名/発表者名
      Zhang Tiantian、Hara Daisuke、Murakami Shuichi
    • 雑誌名

      Physical Review Research

      巻: 4 号: 3 ページ: 033170-033170

    • DOI

      10.1103/physrevresearch.4.033170

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Endless Dirac nodal lines in kagome-metal Ni3In2S22022

    • 著者名/発表者名
      Zhang Tiantian、Yilmaz T.、Vescovo E.、Li H. X.、Moore R. G.、Lee H. N.、Miao H.、Murakami S.、McGuire M. A.
    • 雑誌名

      npj Computational Materials

      巻: 8 号: 1 ページ: 155-155

    • DOI

      10.1038/s41524-022-00838-z

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Chiral phonons entangled with multiple Hall effects and unified convention for pseudoangular momentum in two-dimensional materials2022

    • 著者名/発表者名
      Zhang Tiantian、Murakami Shuichi
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 105 号: 23 ページ: 235204-235204

    • DOI

      10.1103/physrevb.105.235204

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Chiral phonons and pseudoangular momentum in nonsymmorphic systems2022

    • 著者名/発表者名
      Zhang Tiantian、Murakami Shuichi
    • 雑誌名

      Physical Review Research

      巻: 4 号: 1 ページ: 012024-012024

    • DOI

      10.1103/physrevresearch.4.l012024

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 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] Publisher Correction: Truly chiral phonons in α-HgS2022

    • 著者名/発表者名
      Ishito Kyosuke、Mao Huiling、Kousaka Yusuke、Togawa Yoshihiko、Iwasaki Satoshi、Zhang Tiantian、Murakami Shuichi、Kishine Jun-ichiro、Satoh Takuya
    • 雑誌名

      Nature Physics

      巻: 19 号: 1 ページ: 142-142

    • DOI

      10.1038/s41567-022-01915-2

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Unique surface-state connection between Weyl and nodal ring fermions in ferromagnetic material Cs2MoCl62021

    • 著者名/発表者名
      Zhang Tiantian、Hara Daisuke、Murakami Shuichi
    • 雑誌名

      Physical Review Research

      巻: 3 号: 4

    • DOI

      10.1103/physrevresearch.3.l042037

    • 関連する報告書
      2021 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] Degenerate topological line surface phonons in quasi-1D double helix crystal SnIP2021

    • 著者名/発表者名
      Peng Bo、Murakami Shuichi、Monserrat Bartomeu、Zhang Tiantian
    • 雑誌名

      npj Computational Materials

      巻: 7 号: 1 ページ: 195-195

    • DOI

      10.1038/s41524-021-00667-6

    • 関連する報告書
      2021 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] Observation of Unconventional Charge Density Wave without Acoustic Phonon Anomaly in Kagome Superconductors AV3Sb5 (A=Rb,Cs)2021

    • 著者名/発表者名
      Li Haoxiang、Zhang T. T.、Yilmaz T.、Pai Y. Y.、Marvinney C. E.、Said A.、Yin Q. W.、Gong C. S.、Tu Z. J.、Vescovo E.、Nelson C. S.、Moore R. G.、Murakami S.、Lei H. C.、Lee H. N.、Lawrie B. J.、Miao H.
    • 雑誌名

      Physical Review X

      巻: 11 号: 3 ページ: 031050-031050

    • DOI

      10.1103/physrevx.11.031050

    • 関連する報告書
      2021 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] Predicting topological materials: symmetry-based indicator theories and beyond2021

    • 著者名/発表者名
      Tiantian Zhang、Shuichi Murakami
    • 雑誌名

      Journal of Physics D: Applied Physics

      巻: 54 ページ: 414002-414002

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Discovering charge-Z2 Dirac materials with quad-helicoid surface states2021

    • 著者名/発表者名
      Tiantian Zhang
    • 学会等名
      JPS spring meeting
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Local and global topology for Z2 Dirac points2021

    • 著者名/発表者名
      Tiantian Zhang
    • 学会等名
      BE/BC2022 (Bulk-Edge/Boundary Correspondence)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Discovering Dirac materials with quad-helicoid surface states2021

    • 著者名/発表者名
      Tiantian Zhang
    • 学会等名
      APS March Meeting 2022
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会・シンポジウム開催] 29th International Conference on Low Temperature Physics (LT29)2022

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会・シンポジウム開催] Magnetics and Optics Research International Symposium 20222022

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会・シンポジウム開催] The 24th International Colloquium on Magnetic Films and Surfaces2022

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-01-30  

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