凝縮系におけるトポロジカルな状態のゲージ理論

• 研究課題/領域番号: 23540437
• 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: 数理物理・物性基礎
• 研究機関: 弘前大学 (2012-2015); 東京大学 (2011)
• 研究代表者: 御領 潤 弘前大学, 理工学研究科, 准教授 (70365013)
• 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: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2015年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2014年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2013年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2012年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2011年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
• キーワード: トポロジー / 超伝導 / Kane-Mele模型 / スピン軌道相互作用 / カイラル超伝導状態 / ゲージ場 / 凝縮系のトポロジー的性質 / 異方的超伝導 / 輸送現象 / トポロジカル超伝導体・絶縁体 / 境界状態 / マヨラナ状態 / 空間反転対称性の局所的破れ / ゲージ場の理論 / チャーン・サイモン項 / 量子異常 / 絶縁体

研究成果の概要

本研究課題では、スピン軌道相互作用を起源とするトポロジカルな電子状態に関する広範な研究を行った。このような系を記述する標準的な模型として、蜂の巣格子上で定義されるKane-Mele模型がある。この模型に置ける斥力電子相関の効果を補助場として取り込み、基底状態に現われ得る非自明な電磁気応答を議論した。また、Kane-Mele模型に強い引力相互作用を取り込んだ場合に生じ得るクーペロン凝縮状態の性質を議論した。さらには、超伝導体SrPtAsはKane-Mele模型をドープした場合の超伝導と看做すことが出来ることを示し、この系で現われるカイラルd-波超伝導の表面状態による輸送現象を議論した。

研究成果

• [国際共同研究] スイス連邦工科大学チューリッヒ校(スイス)
• [国際共同研究] マックスプランク固体物理学研究所（シュツットガルト）(ドイツ)
• [国際共同研究] ワイツマン研究所(イスラエル)
• [雑誌論文] Symmetry and gap classification of the non-symmorphic SrPtAs (2015)
  • 著者名/発表者名: M. H. Fischer and J. Goryo
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 84 号: 5
  • DOI: 10.7566/jpsj.84.054705
  • NAID: 40020461581
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Chiral d-wave superconductivity in SrPtAs (2014)
  • 著者名/発表者名: M. H. Fischer, T. Neupert, C. Platt, A. P. Schnyder, W. Hanke, J. Goryo, R.Thomale, and M. Sigrist
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 89 号: 2
  • DOI: 10.1103/physrevb.89.020509
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Superconductors with staggered non-centrosymmetricity (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Sigrist, D. F. Agterberg, M. H. Fischer, J. Goryo, F. Loder, S. H. Rhim, D. Maruyama, Y. Yanase, T. Yoshida and S. J. Youn
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 83 号: 6 ページ: 061014-061014
  • DOI: 10.7566/jpsj.83.061014
  • NAID: 210000133109
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Superconducting state of SrPtAs wit broken time-reversal symmetry (2014)
  • 著者名/発表者名: J. Goryo
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan Conference Proceedings 巻: 3
  • DOI: 10.7566/jpscp.3.016017
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Superconducting state of SrPtAs wit broken time-reversal symmetry (2014)
  • 著者名/発表者名: J. Goryo
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan, Conference Seriez 巻: 未定
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evidence for superconductivity with broken time-reversal-symmetry in locally noncentrosymmetric SrPtAs (2013)
  • 著者名/発表者名: P. K. Biswas, H. Luetkens, T. Neupert, T. Stuerzer, C. Baines, G. Pascua, A. P. Schnyder, M. H. Fischer, J. Goryo, M. R. Lees, H. Maeter, H.-H. Klauss, M. Sigrist, A. Amato, and D. Johrendt
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 87 号: 18 ページ: 1805031-4
  • DOI: 10.1103/physrevb.87.180503
  • 査読あり
• [雑誌論文] Possible pairing symmetries in SrPtAs with a local lack of inversion center (2012)
  • 著者名/発表者名: Jun Goryo, Mark H. Fischer, Manfred Sigrist
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 86 号: 10
  • DOI: 10.1103/physrevb.86.100507
  • 査読あり
• [雑誌論文] Valley Spin Sum Rule for Dirac Fermions: Topologic (2011)
  • 著者名/発表者名: Jun Goryo
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 80 号: 4 ページ: 043704-043704
  • DOI: 10.1143/jpsj.80.043704
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic Response in Quantized Spin Hall Phase of (2011)
  • 著者名/発表者名: Jun Goryo and Nobuki Maeda
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 80 号: 4 ページ: 044707-044707
  • DOI: 10.1143/jpsj.80.044707
  • 査読あり
• [雑誌論文] Meissner effect in the layered Kane-Mele model wi (2011)
  • 著者名/発表者名: Jun Goryo and Nobuki Maeda
  • 雑誌名: Journal of Physics, Conference Series 巻: 302 ページ: 012024-012024
  • DOI: 10.1088/1742-6596/302/1/012024
  • 査読あり
• [学会発表] ディラック電子系におけるバレー内ペアリングによるp波超伝導状態 (2016)
  • 著者名/発表者名: 土屋俊二, 御領潤, 荒畑恵美子, Manfred Sigrist
  • 学会等名: 日本物理学会第71回年次大会(2016年)
  • 発表場所: 東北学院大学
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] 局所反対称スピン軌道相互作用をもつカイラルd-波超伝導体の自発スピン流 (2016)
  • 著者名/発表者名: 御領潤, 今井剛樹, Andreas Schnyder, Manfred Sigrist
  • 学会等名: 日本物理学会第71回年次大会(2016年)
  • 発表場所: 東北学院大学
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] 磁場中ラシュバ超流動体のエッジ輸送現象 (2016)
  • 著者名/発表者名: 能登翔平, 御領潤
  • 学会等名: 日本物理学会第71回年次大会(2016年)
  • 発表場所: 東北学院大学
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] Phenomenology of hexagonal chiral d-wave superconductorwith spin-orbit coupling (2015)
  • 著者名/発表者名: Jun Goryo
  • 学会等名: Workshop on Physics of Bulk-Edge Correspondence and its Universality
  • 発表場所: 筑波大学東京キャンパス
  • 年月日: 2015-09-28
  • 国際学会
• [学会発表] 局所的な反転対称性の破れとカイラル超伝導体 (2015)
  • 著者名/発表者名: 御領潤
  • 学会等名: 新学術領域「多極子伝導の物理」キックオフミーティング
  • 発表場所: 神戸大学
  • 年月日: 2015-09-14
  • 招待講演
• [学会発表] Superconductivity in SrPtAs (2015)
  • 著者名/発表者名: 御領潤
  • 学会等名: 北東北若手物性の会
  • 発表場所: 岩手大学（岩手県盛岡市）
  • 年月日: 2015-03-08
  • 招待講演
• [学会発表] Superconductivity in SrPtAs (2014)
  • 著者名/発表者名: J. Goryo
  • 学会等名: YITP international workshop on “Novel Quantum States in Condensed Matter 2014” (NQS2014)
  • 発表場所: 京都大学基礎物理学研究所（京都市）
  • 年月日: 2014-11-20
• [学会発表] SrPtAsのカイラルd-波超伝導とマヨラナ状態 (2014)
  • 著者名/発表者名: 御領潤
  • 学会等名: 日本物理学会2014年秋季大会
  • 発表場所: 中部大学春日井キャンパス（愛知県春日井市）
  • 年月日: 2014-09-08
• [学会発表] Pairing states in Kane-Mele-based systems (2014)
  • 著者名/発表者名: 御領潤
  • 学会等名: 渦糸物理国内会議2014
  • 発表場所: ハイランドふらの（北海道富良野市）
  • 年月日: 2014-07-11
• [学会発表] Pairing states in Kane-Mele-based systems (2014)
  • 著者名/発表者名: Jun Goryo
  • 学会等名: ISSP international workshop on “New Horizon of Strongly Correlated Physics”(NHSCP2014)
  • 発表場所: 東京大学物性研究所（千葉県柏市）
  • 年月日: 2014-06-24
• [学会発表] トポロジカルなスピン軌道相互作用とカイラル超伝導 (2014)
  • 著者名/発表者名: 御領潤
  • 学会等名: スーパーマターが拓く新量子現象
  • 発表場所: 東京大学物性研究所（千葉県柏市）
  • 年月日: 2014-04-18
• [学会発表] 局所反対称系のスピン伝導 (2014)
  • 著者名/発表者名: 御領潤, 熊谷優, M. Sigrist
  • 学会等名: 日本物理学会第６９回年次大会
  • 発表場所: 東海大学湘南キャンパス
• [学会発表] 局所反対称系SrPtAsのトポロジカルなスピン軌道相互作用と超伝導 (2014)
  • 著者名/発表者名: 御領潤, M. Sigrist
  • 学会等名: 物性研短期研究会「スーパーマターが拓く新量子現象」
  • 発表場所: 東京大学物性研究所
• [学会発表] Superconducting state of SrPtAs with broken time-reversal symmetry (2013)
  • 著者名/発表者名: J. Goryo, M. Fischer, T. Neupert, A. Schnyder. M. Sigrist
  • 学会等名: ISSP国際ワークショップ・シンポジウムEQPCM2013
  • 発表場所: 東京大学物性研究所
• [学会発表] Superconducting state of SrPtAs with broken time-reversal symmetry (2013)
  • 著者名/発表者名: J. Goryo, M. Fischer, T. Neupert, A. Schnyder. M. Sigrist
  • 学会等名: The International Conference on Strongly Correlated Electron Systems
  • 発表場所: 東京大学本郷キャンパス
• [学会発表] NbSe2超薄膜の超伝導 (2013)
  • 著者名/発表者名: 御領潤, 熊谷優, M. Sigrist
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学三島キャンパス
• [学会発表] SrPtAsの超伝導対称性 (2013)
  • 著者名/発表者名: J. Goryo, M. Fischer, T. Neupert, A. Schnyder. M. Sigrist
  • 学会等名: 物性理論研究会
  • 発表場所: ホテル四季の里（徳島県名西群神山町）
  • 招待講演
• [学会発表] SrPtAsの超伝導対称性 (2013)
  • 著者名/発表者名: J. Goryo, M. Fischer, T. Neupert, A. Schnyder. M. Sigrist
  • 学会等名: 第２１回渦糸物理国内会議
  • 発表場所: 東北大学金属材料研究所
• [学会発表] SrPtAsの超伝導対称性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 御領潤
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 広島大学 東広島
• [学会発表] Possible unconventional pairing state in SrPtAs (2012)
  • 著者名/発表者名: Jun Goryo
  • 学会等名: TQP2012
  • 発表場所: 名古屋大学 名古屋
• [学会発表] Possible pairing symmetries in SrPtAs (2012)
  • 著者名/発表者名: Jun Goryo
  • 学会等名: Swiss Japan Meeting
  • 発表場所: 理化学研究所 和光
  • 招待講演
• [学会発表] SrPtAsの超伝導対称性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 御領潤
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 横浜国立大学 横浜
• [学会発表] Perfect diamagnetism in Kane-Mele Hubbard model
  • 著者名/発表者名: Jun Goryo
  • 学会等名: 2011 Swiss Workshop on Materials with Novel Electr
  • 発表場所: Les Diablerets, Swiss
• [学会発表] Cooperon pairing channel in the honeycomb lattice
  • 著者名/発表者名: Jun Goryo and Manfred Sigrist
  • 学会等名: Japan-Swiss Workshop 2011(招待講演)
  • 発表場所: Zurich, Swiss
• [学会発表] Unconventional pairing states in Kane-Mele model
  • 著者名/発表者名: Jun Goryo and Manfred Sigrist
  • 学会等名: NQS2011
  • 発表場所: 京都大学基礎物理学研究所