電子系が有する幾何学的位相効果の光誘起変化

• 研究課題/領域番号: 22540340
• 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: 物性Ⅰ
• 研究機関: 独立行政法人物質・材料研究機構
• 研究代表者: 井上 純一 独立行政法人物質・材料研究機構, 理論計算科学ユニット, 主任研究員 (90323427)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円); 2012年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2011年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2010年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
• キーワード: 光物性 / トポロジカル絶縁体 / 判定法 / 光学的性質 / 光誘起現象 / 量子相転移 / Berry phas / 光学的断熱操作

研究概要

2次元トポロジカル絶縁体,及び3次元トポロジカル絶縁体の表面状態を対象とし,電子の幾何学的位相に起因する物性を外部から制御する方法として,光照射することで電子の運動エネルギーが外部からの可制御パラメータになることを示し,これを利用することで時間反転対称性を持たない系ではチャーン数を,時間反転対称性を持つ系ではZ2位相不変量,あるいはこれと等価であるスピンチャーン数が可変になることを見いだした.これは電荷輸送およびスピン輸送など電子系が有する幾何学的位相が本質的な役割を果たす現象が,光照射することで光誘起変化することを意味している.

研究成果

• [雑誌論文] An optical test for identifying topological insulator thin films (2013)
  • 著者名/発表者名: Jun-ichi Inoue
  • 雑誌名: Optics Express 21 ページ: 8564-8569
  • 査読あり
• [雑誌論文] An optical test for identifying topological insulator thin films (2013)
  • 著者名/発表者名: Jun-ichi Inoue
  • 雑誌名: Optics Express 巻: 21
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photoinduced spin Chern number change in a two-dimensional quantum spin Hall insulator with broken spin rotational symmetry (2012)
  • 著者名/発表者名: Jun-ichi Inoue and Akihiro Tanaka
  • 雑誌名: Physical Review 巻: B85
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photoinduced spin Chern number change in a two-dimensional quantum spin Hall insulator with broken spin rotational symmetry (2012)
  • 著者名/発表者名: Jun-ichi Inoue, Akihiro Tanaka
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 85 号: 12
  • DOI: 10.1103/physrevb.85.125425
  • 査読あり
• [雑誌論文] Valley-contrastive selection rules of a nonlinear optical transition in graphene with an energy gap (2011)
  • 著者名/発表者名: Jun-ichi Inoue
  • 雑誌名: Physical Review 巻: B83
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optical tuning of Berry phase effect in topological insulators (2011)
  • 著者名/発表者名: Jun-ichi Inoue
  • 雑誌名: Journal of Luminescence 巻: 131 ページ: 482-485
  • 査読あり
• [雑誌論文] Valley-contrastive election rules of a nonlinear optical transition in graphene with an energy gap (2011)
  • 著者名/発表者名: Jun-ichi Inoue
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 83 号: 20
  • DOI: 10.1103/physrevb.83.205404
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optical tuning of Berry phase effect in topological insulators (2011)
  • 著者名/発表者名: Jun-ichi Inoue
  • 雑誌名: Journal of Juminescence 巻: 131 号: 3 ページ: 482-485
  • DOI: 10.1016/j.jlumin.2010.11.007
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photoinduced transition between conventional insulators in two-dimensional electronic systems (2010)
  • 著者名/発表者名: Jun-ichi Inoue and Akihiro Tanaka
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 105
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photoinduced Transition between Conventional and Topological Insulators in Two-Dimensional Electronic Systems (2010)
  • 著者名/発表者名: Jun-ichi Inoue, Akihiro Tanaka
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 105
  • 査読あり
• [学会発表] Optical tuning of Berry phase effect in topological insulators (2011)
  • 著者名/発表者名: Jun-ichi Inoue
  • 学会等名: 17th international conference on dynamical processes in excited states in solids
  • 発表場所: シカゴ(アメリカ)
  • 年月日: 2011-07-25
• [学会発表] Optical tuning of Berry phase effect in topological insulators (2010)
  • 著者名/発表者名: Jun-ichi Inoue
  • 学会等名: 17th International Conference on Dynamical Processes in Excited States in solids
  • 発表場所: Argonne National Laboratory(米国)
  • 年月日: 2010-06-25