量子凝縮系におけるトポロジカル熱力学応答

• 研究課題/領域番号: 24740211
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 物性Ⅰ
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 野村 健太郎 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (00455776)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円); 2013年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2012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: トポロジカル絶縁体 / トポロジカル超伝導体 / 熱伝導 / 交差相関応答

研究概要

トポロジカル絶縁体・超伝導体の熱応答に関する理論的研究をおこなった。トポロジカル超伝導体の表面ではマヨラナ型準粒子励起が生じる。表面マヨラナ準粒子ハミルトニアンに基づき自己無道着ボルン近似の下で乱れた表面状態における状態密度と熱伝導率を計算し、トポロジカル超伝導体の熱伝導特性を明らかにした。温度勾配によって軌道角運動量が誘起される、あるいは試料の力学的回転によって熱分極が発生するといった熱と力学的回転の間の交差相関応答を場の理論の方法で解析した。トポロジカル絶縁体中の電子相関の問題を格子ゲージ理論の手法を用いて明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Disorder effects on thermal transport on the surface of topological superconductors by the self-consistent Born approximation (2014)
  • 著者名/発表者名: R. Nakai, K. Nomura
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 89
  • 査読あり
• [雑誌論文] Disorder effects on thermal transport on the surface of topological superconductors by the self-consistent Born approximation (2014)
  • 著者名/発表者名: Ryota Nakai, Kentaro Nomura
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 89 号: 6 ページ: 0645031-9
  • DOI: 10.1103/physrevb.89.064503
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electromagnetic and thermal responses in topological matter : topological terms, quantum anomalies and D-branes (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Furusaki, N. Nagaosa, K. Nomura, S. Ryu, T. Takayanagi
  • 雑誌名: Comptes Rendus Physique 巻: 14 ページ: 871-883
  • 査読あり
• [雑誌論文] Zeeman-type spin splitting controlled by an electric field (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Yuan, M. S. Baharamy, K. Morimoto, S. Wu, K. Nomura, B.-J. Yang, H. Shimotani, R. Suzuki, M. Toh, C. Kloc, X. Xu R. Arita, N. Nagaosa, Y, Iwasa
  • 雑誌名: Nature Physics 巻: 9 ページ: 563-569
  • 査読あり
• [雑誌論文] Criticality of the metal–topological insulator transition driven by disorder (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Yamakage, K. Nomura, K.-I. Imura, Y. Kuramoto
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 87
  • 査読あり
• [雑誌論文] Strong Coupling Expansion in a Correlated Three-Dimensional Topological Insulator (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Sekine, T. Z. Nakano, Y. Araki, K. Nomura
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 87
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electron Correlation Induced Spontaneous Symmetry Breaking and Weyl Semimetal Phase in a Strongly Spin-Orbit Coupled System (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Sekine, K. Nomura
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 82
  • NAID: 40019609216
  • 査読あり
• [雑誌論文] Strong Coupling Expansion in a Correlated Three-Dimensional Topological Insulator (2013)
  • 著者名/発表者名: Akihiko Sekine, Takashi Z. Nakano, Yasufumi Araki, Kentaro Nomura
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 87 号: 16 ページ: 1651421-9
  • DOI: 10.1103/physrevb.87.165142
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electromagnetic and thermal responses in topological matter: Topological terms, quantum anomalies and D-branes (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Furusaki, N. Nagaosa, K. Nomura, S. Ryu,
  • 雑誌名: Comptes Rendus Physique 巻: 14 号: 9-10 ページ: 871-883
  • DOI: 10.1016/j.crhy.2013.03.002
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Zeeman-type spin splitting controlled by an electric field (2013)
  • 著者名/発表者名: 2. H. Yuan, M. S. Baharamy, K. Morimoto, S. Wu, K. Nomura, B.-J. Yang, H. Shimotani, R. Suzuki, M. Toh, C. Kloc, X. Xu R. Arita, N. Nagaosa, Y, Iwasa
  • 雑誌名: Nature Physics 巻: 9 号: 9 ページ: 563569-563569
  • DOI: 10.1038/nphys2691
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electron Correlation Induced Spontaneous Symmetry Breaking and Weyl Semimetal Phase in a Strongly Spin-Orbit Coupled System (2013)
  • 著者名/発表者名: Akihiko Sekine, Kentaro Nomura
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 82 号: 3 ページ: 033702-033702
  • DOI: 10.7566/jpsj.82.033702
  • NAID: 40019609216
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quasi-Particle Tunneling in Anti-Pfaffian Quantum Hall State (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Ito, K. Nomura, N. Shibata
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 81
  • NAID: 210000109635
  • 査読あり
• [雑誌論文] Disorder-induced quantum phase transitions in three-dimensional topological insulators and superconductors (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Ryu, K. Nomura
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 85
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tunable Spin–Orbit Interaction in Trilayer Graphene Exemplified in Electric-Double-Layer Transistors (2012)
  • 著者名/発表者名: Z. Chen, H. Yuan, Y. Zhang, K. Nomura, T. Gao, Y. Gao, H. Shimotani, Z. Liu, Y. Iwasa
  • 雑誌名: Nano Lett. 巻: 12 ページ: 2212-2216
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantum Phase Transitions Induced by the Spin–Orbit Interaction in the N = 1 Landau Level (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Ito, K. Nomura, N. Shibata
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 81
  • NAID: 40019184849
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quasi-Particle Tunneling in Anti-Pfaffian Quantum Hall State (2012)
  • 著者名/発表者名: Toru Ito, Kentaro Nomura, Naokazu Shibata
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 81 号: 8 ページ: 083705-083705
  • DOI: 10.1143/jpsj.81.083705
  • NAID: 210000109635
  • 査読あり
• [学会発表] ゼロギャップ半導体におけるワイル半金属相とスピン物性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 野村健太郎
  • 学会等名: 日本物理学会年次大会領域4チュートリアル講演
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 2014-03-28
  • 招待講演
• [学会発表] Thermal current induced orbital angular momentum in topological states (2014)
  • 著者名/発表者名: Kentaro Nomura
  • 学会等名: 14th REIMEI Workshop on Spin Currents and Related Phenomena
  • 発表場所: Institut Laue-Langevin
  • 招待講演
• [学会発表] ゼロギャップ半導体におけるワイル半金属とスピン物性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 野村健太郎
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 東海大学
  • 招待講演
• [学会発表] Quantum Cross-Correlated Responses of Topological Matters (2013)
  • 著者名/発表者名: Kentaro Nomura
  • 学会等名: International Workshop for Young Researchers on Topological Quantum Phenomena in Condensed Matter with Broken Symmetries
  • 発表場所: Ginowan City, Okinawa, Japan
  • 招待講演
• [学会発表] Electromagnetic and thermal responses in topological insulators and superconductors (2013)
  • 著者名/発表者名: Kentaro Nomura
  • 学会等名: 7^<th> ISSP International Workshop and Symposium Emergent Quantum Phases in Condensed Matter
  • 発表場所: ISSP The University of Tokyo, Kashiwa, Japan
  • 招待講演
• [学会発表] Thermally induced mechanical motion of topological insulators and superconductors (2013)
  • 著者名/発表者名: Kentaro Nomura
  • 学会等名: 8^<th> ASRC International Workshop on Spin Mechanics
  • 発表場所: Tokai, Japan
  • 招待講演
• [学会発表] トポロジカル絶縁体・超伝導体 : 概論 (2012)
  • 著者名/発表者名: 野村健太郎
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会領域4,領域6,領域8,領域9合同シンポジウム主題:トポロジカル絶縁体・超伝導体研究の最近の進展と今後の展望
  • 発表場所: 横浜国立大学
  • 年月日: 2012-09-18
  • 招待講演
• [学会発表] トポロジカル絶縁体・超伝導体：概論 (2012)
  • 著者名/発表者名: 野村健太郎
  • 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
  • 招待講演
• [図書] Physics of Graphene (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Aoki and M. S. Dresselhaus
  • 総ページ数: 350
  • 出版者: Springer