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超伝導、磁性体、モット絶縁体におけるトポロジカル秩序とそれに由来する新奇物性

研究課題

研究課題/領域番号 23540406
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 物性Ⅱ
研究機関大阪大学 (2014-2015)
京都大学 (2011-2013)

研究代表者

藤本 聡  大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (10263063)

研究期間 (年度) 2011-04-28 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2015年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2014年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2013年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2012年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2011年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワードトポロジカル絶縁体 / トポロジカル超伝導 / Berry位相 / 電子相関 / ワイル半金属 / ワイル超伝導 / ベリー曲率 / スキルミオン / トポロジカル超伝導体 / ベリー位相 / 熱電効果 / モット絶縁体 / スカーミオン / 超伝導 / マヨラナ・フェルミオン / 磁性
研究成果の概要

本研究は、電子の量子状態が位相幾何学的な非自明構造を有する物質において、新規物性が発現する可能性を理論的に探求するものであり、以下の新現象を予言し、その一部を実験グループとの共同研究によって実現することに成功した。(1)カイラル超伝導体におけるBerry位相揺らぎに由来する巨大熱電効果。この機構で発現する熱電効果の効率は従来知られているいかなる超伝導体をも越える画期的なものであり、URu2Si2で実現することが明らかになった。(2)カイラル磁性体におけるスカーミオンとモノポール磁気構造による創発的電磁気現象を解明した。(3)ワイル半金属における格子欠陥の生み出す新規輸送現象を明らかにした。

報告書

(6件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 2012 実施状況報告書
  • 2011 実施状況報告書
  • 研究成果

    (39件)

すべて 2016 2015 2014 2013 2012 2011

すべて 雑誌論文 (18件) (うち査読あり 18件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 3件、 招待講演 8件) 図書 (3件)

  • [雑誌論文] Torsional Chiral Magnetic Effect in a Weyl Semimetal with a Topological Defect2016

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Sumiyoshi, Satoshi Fujimoto
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 116 号: 16 ページ: 166601-166605

    • DOI

      10.1103/physrevlett.116.166601

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Majorana Fermions and Topology in Superconductors (Invited Review Papers)2016

    • 著者名/発表者名
      Masatoshi Sato and Satoshi Fujimoto
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 85

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 磁気スキルミオンとモノポールの織りなす創発的電磁気現象2015

    • 著者名/発表者名
      高嶋梨菜、藤本聡
    • 雑誌名

      日本物理学会 誌

      巻: 70 ページ: 830-834

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Colossal thermomagnetic response in the exotic superconductor URu2Si22015

    • 著者名/発表者名
      T. Yamashita, Y. Shimoyama, Y. Haga, T.D. Matsuda, E. Yamamoto, Y. Onuki, H. Sumiyoshi, S. Fujimoto, A. Levchenko, T. Shibauchi, and Y. Matsuda
    • 雑誌名

      Nature Physics

      巻: 11 号: 1 ページ: 17-20

    • DOI

      10.1038/nphys3170

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Giant Nernst and Hall effects due to chiral superconducting fluctuations2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Sumiyoshi, Satoshi Fujimoto
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 90 号: 18

    • DOI

      10.1103/physrevb.90.184518

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Characterization of a topological Mott insulator in one dimension2014

    • 著者名/発表者名
      T.Yoshida, R. Peters, S. Fujimoto, and N. Kawakami
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 112 号: 19

    • DOI

      10.1103/physrevlett.112.196404

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Electrodynamics in Skyrmions Merging2014

    • 著者名/発表者名
      Rina Takashima and Satoshi Fujimoto
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 83 号: 5 ページ: 054717-054717

    • DOI

      10.7566/jpsj.83.054717

    • NAID

      40020060358

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamical axion in topological superconductors and superfluids2014

    • 著者名/発表者名
      Ken Shiozaki and Satoshi Fujimoto
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 89 号: 5

    • DOI

      10.1103/physrevb.89.054506

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Topological phase in a two-dimensional netallic heavy-fermion system2013

    • 著者名/発表者名
      T. Yoshida, R. Peters, S. Fujimoto, N. Kawakami
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 87 号: 16

    • DOI

      10.1103/physrevb.87.165109

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Topological antiferronagnetic phase in a correlated Bernevig-Hughes-Zhang model2013

    • 著者名/発表者名
      T. Yoshida, R. Peters, S. Fujimoto, N. Kawakami
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 87 号: 8

    • DOI

      10.1103/physrevb.87.085134

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electromagnetic and Thermal Responses of Z Topological Insulators and Superconductors in Odd Spatial Dimensions2013

    • 著者名/発表者名
      Ken Shiozaki and Satoshi Fujimoto
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 110 号: 7

    • DOI

      10.1103/physrevlett.110.076804

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantum Thermal Hall Effect in a Time-Reversal-Symmetry-Broken Topological Superconductor in Two Dimensions : Approach From Bulk Calculations2013

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Sumiyoshi and Satoshi Fujimoto
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 82 号: 2 ページ: 023602-023602

    • DOI

      10.7566/jpsj.82.023602

    • NAID

      210000132387

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bulk-Edge Correspondence for Chern Topological Phases: A Viewpoint from a Generalized Index Theorem2012

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Fukui, Ken Shiozaki, Takanori Fujiwara, and Satoshi Fujimoto
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 81 号: 11 ページ: 114602-114602

    • DOI

      10.1143/jpsj.81.114602

    • NAID

      210000109778

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Index theorem for topological heterostructure systems2012

    • 著者名/発表者名
      Ken Shiozaki, Takahiro Fukui, and Satoshi Fujimoto
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 86 号: 12

    • DOI

      10.1103/physrevb.86.125405

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Superconductivity Induced by Longitudinal Ferromagnetic Fluctuations in UCoGe2012

    • 著者名/発表者名
      T.Hattori
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 108 号: 6 ページ: 0664031-5

    • DOI

      10.1103/physrevlett.108.066403

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Green's function method for line defects and gapless modes in topological insulators : Beyond the semiclassical approach2012

    • 著者名/発表者名
      K.Shiozaki
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 85 号: 8

    • DOI

      10.1103/physrevb.85.085409

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Correlation effects on a topological insulator at finite temperatures2012

    • 著者名/発表者名
      T.Yoshida
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 85 号: 12

    • DOI

      10.1103/physrevb.85.125113

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spin Nematic State as a Candidate of the Hidden Order Phase of URu2Si22011

    • 著者名/発表者名
      S. Fujimoto
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett.

      巻: vol.106 号: 19

    • DOI

      10.1103/physrevlett.106.196407

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Giant Nernst effects due to Berry phase fluctuation in chiral superconductor URu2Si22015

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Fujimoto
    • 学会等名
      Materials and Mechanisms of Superconductivity 2015
    • 発表場所
      Geneva, Switzerland
    • 年月日
      2015-08-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Colossal thermoelectric effect due to Berry phase fluctuation in chiral superconductor URu2Si22015

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Fujimoto
    • 学会等名
      International Conference on Magnetsim 2015
    • 発表場所
      Barcelona, Spain
    • 年月日
      2015-07-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Skyrmion dynamics in chiral-magnet-superconductor heterostructures2015

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Fujimoto
    • 学会等名
      国際ワークショップSUPERSPIN2015
    • 発表場所
      Trondheim, Norway
    • 年月日
      2015-04-30
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Giant Nernst effect due to Berry phase fluctuation in chiral superconductors2014

    • 著者名/発表者名
      藤本聡
    • 学会等名
      Novel Quantum Phenomena 2014
    • 発表場所
      京都大学基礎物理学研究所、京都府京都市
    • 年月日
      2014-11-21
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Dynamical axion in noncentrosymmetric topological superconductors2014

    • 著者名/発表者名
      藤本聡
    • 学会等名
      International conference on strongly correlated electron systems
    • 発表場所
      Grenoble, France
    • 年月日
      2014-07-07 – 2014-07-11
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 超伝導体におけるマヨラナ粒子2014

    • 著者名/発表者名
      藤本聡
    • 学会等名
      日本物理学会2014年第69回年次大会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Thermal reponses of topological superconductors2013

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Fujimoto
    • 学会等名
      IMR workshop "Superconductivity research advanced by new materials and spectroscopies"
    • 発表場所
      東北大学金属材料研究所
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Electromagnetic and thermla responses of Z topological insulators and superconductors in three dimensions2013

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Fujimoto
    • 学会等名
      Shanghai Center for Complex Physics International Workshop
    • 発表場所
      上海交通大学、中国
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] トポロジカル超伝導体2012

    • 著者名/発表者名
      藤本聡
    • 学会等名
      日本物理学会2012年秋季大会
    • 発表場所
      横浜国立大学常盤台キャンパス
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Topics on topological insulators: Correlation effects and electromagnetism of chiral-symmetric classes in odd dimensions2012

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Fujimoto
    • 学会等名
      12th Japanese-German Symposium "Emergent Phenomena in Novel Quantum Phases of Condensed Matter"(
    • 発表場所
      伊豆、静岡
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Topological Phases in Noncentrosymmetric Materials" and "Tutorial Lectures on Noncentrosymmetric Superconductors2012

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Fujimoto
    • 学会等名
      2012 Hangzhou Workshop on Quantum Matter
    • 発表場所
      浙江大学、中国
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ドープされたとポロジカル絶縁体における電磁応答2012

    • 著者名/発表者名
      塩崎謙
    • 学会等名
      日本物理学会第67回年次大会
    • 発表場所
      兵庫
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] 空間反転対称性のない物質RNiC2におけるトポロジカル相とスピンネマティック相2012

    • 著者名/発表者名
      加藤直人
    • 学会等名
      日本物理学会2011年秋季大会
    • 発表場所
      兵庫
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] Spin Nematic Scenario for the Hidden Order Phase of URu2Si22011

    • 著者名/発表者名
      S. Fujimoto
    • 学会等名
      SCES2011(招待講演)
    • 発表場所
      英国、ケンブリッジ
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] Time-reversal and Inversion Symmetries in Topological Superconductors2011

    • 著者名/発表者名
      S. Fujimoto
    • 学会等名
      24th International Symposium on Superconductivity(招待講演)
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] Topological Phases in Correlated Electron Systems2011

    • 著者名/発表者名
      S. Fujimoto
    • 学会等名
      Novel Quantum States in Condensed Matter 2011(招待講演)
    • 発表場所
      京都
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] UCoGeにおける強磁性ゆらぎとクーパー対形成機構2011

    • 著者名/発表者名
      藤本聡
    • 学会等名
      日本物理学会2011年秋季大会(招待講演)
    • 発表場所
      富山
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] URu2Si2の隠れた秩序状態のスピンネマティックシナリオ2011

    • 著者名/発表者名
      藤本聡
    • 学会等名
      日本物理学会2011年秋季大会
    • 発表場所
      富山
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [図書] Non-centrosymmetric superconductors(Chapter 6 Microscopic Theory of Pairing Mechanisms)2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Yanas and S. Fujimoto
    • 総ページ数
      39
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [図書] Non-centrosymmetric superconductors(Chapter 8 Aspects of Spintronics)2012

    • 著者名/発表者名
      S. Fujimoto, and S. K. Yip
    • 総ページ数
      20
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [図書] 別冊数理科学「量子多体系の物理」2011

    • 著者名/発表者名
      藤本聡,川上則雄
    • 総ページ数
      184
    • 出版者
      サイエンス社
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書

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公開日: 2011-08-05   更新日: 2020-05-15  

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