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マヨラナ表示による幾何学的位相とトポロジカル秩序変数

研究課題

研究課題/領域番号 25610101
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 数理物理・物性基礎
研究機関筑波大学

研究代表者

初貝 安弘  筑波大学, 数理物質系, 教授 (80218495)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2013年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード幾何学的位相 / ベリー接続 / トポロジカル秩序 / エンタングルメントチャーン数 / マヨラナ表示 / トポロジカル相 / BdG方程式 / 量子エンタングルメント / ベリー位相 / ボゴリューボフ・ドジャンハミルトニアン
研究成果の概要

量子ホール相をその典型とする対称性の破れが本質的でないトポロジカル相に対して、幾何学的位相、すなわちチャーン数、ベリー位相とその高次の類似物を用いて新しい秩序変数を構成する試みを申請者は継続的に行ってきたが、本研究では特にフェルミ粒子系のマヨラナ表示をもちいることで新しいトポロジカル秩序変数の構築ならびに相の記述を試みた。特にボゴリューボフ・ドジャン方程式のマヨラナ表示を議論する事で幾何学的位相に関して新しい理論構造を明らかとすることができた。
また、本研究における理論的な試行錯誤の中からエンタングルメントチャーン数なる新規のトポロジカル秩序変数を発見し、その有効性を幾つかの模型で示した。

報告書

(3件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (42件)

すべて 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (15件) (うち査読あり 15件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 6件) 学会発表 (23件) (うち招待講演 8件) 図書 (2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Disentangled topological numbers by a purification of entangled mixed states for non-interacting2015

    • 著者名/発表者名
      T. Fukui and Y. Hatsugai
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn.

      巻: 84 号: 4 ページ: 0437031-6

    • DOI

      10.7566/jpsj.84.043703

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Survival of sharp n = 0 Landau levels in massive tilted Dirac fermions: Role of the generalized chiral operator2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Hatsugai, T. Kawarabayashi, and H. Aoki
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 91 号: 8 ページ: 0851121-6

    • DOI

      10.1103/physrevb.91.085112

    • NAID

      120007130351

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Flat bands in the Weaire-Thorpe model and silicene2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Hatsugai, K. Shiraishi and H. Aoki
    • 雑誌名

      New J. Phys.

      巻: 17 号: 2 ページ: 0250091-8

    • DOI

      10.1088/1367-2630/17/2/025009

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Characterizing the weak topological properties: Berry phase point of view2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Yoshimura, K.-I. Imura, T. Fukui, and Y. Hatsugai
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 90 号: 15

    • DOI

      10.1103/physrevb.90.155443

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Entanglement Chern number for an extensive partition of a topological ground state2014

    • 著者名/発表者名
      T. Fukui and Y. Hatsugai
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn.

      巻: 83 号: 11 ページ: 1137051-7

    • DOI

      10.7566/jpsj.83.113705

    • NAID

      40020264793

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Polarization as a topological quantum number in graphene2014

    • 著者名/発表者名
      H. Aoki and Y. Hatsugai
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 90 号: 8

    • DOI

      10.1103/physrevb.90.085132

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Emergence of Topologically Stable Dirac Dispersions in a Fermionic Shastry-Sutherland Model2014

    • 著者名/発表者名
      Toshikaze Kariyado and Yasuhiro Hatsugai
    • 雑誌名

      JPS Conf. Proc.

      巻: 1

    • DOI

      10.7566/jpscp.1.012001

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characterization of Dimers in Graphene Flakes2014

    • 著者名/発表者名
      Daichi, Seki, Yuji, Hamamoto and Yasuhiro Hatsugai
    • 雑誌名

      JPS Conf. Proc.

      巻: 1

    • DOI

      10.7566/jpscp.1.012068

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sharp zero-energy Landau levels in multilayer graphene2014

    • 著者名/発表者名
      H. Sakamoto, Y. Hatsugai, H. Aoki, and T. Kawarabayashi
    • 雑誌名

      JPS Conf. Proc.

      巻: 1 ページ: 12069-12069

    • DOI

      10.7566/jpscp.1.012069

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sharp zero-energy Landau levels in multilayer graphene2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Sakamoto, Yasuhiro Hatsugai, Hideo Aoki, and Tohru Kawarabayashi
    • 雑誌名

      JPS Conf. Proc.

      巻: 1 ページ: 12069-12069

    • DOI

      10.1088/1742-6596/456/1/012020

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chiral Symmetry and Fermion Doubling in the Zero-mode Landau Levels of Massless Dirac Fermions with Disorder2013

    • 著者名/発表者名
      Tohru Kawarabayashi, Takahiro Honda, Hideo Aoki, Yasuhiro Hatsugai
    • 雑誌名

      AIP Conference Proceedings

      巻: 1566 ページ: 283-284

    • DOI

      10.1063/1.4848396

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Symmetry Protected Quantization and Bulk-Edge Correspondence of Massless Dirac Fermions : Application to Fermionic Shastry-Sutherland Model2013

    • 著者名/発表者名
      T. Kariyado and Y. Hatsugai
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 88 号: 24

    • DOI

      10.1103/physrevb.88.245126

    • NAID

      120007135879

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chiral Symmetry and Many-Body Effect in Multilayer Graphene2013

    • 著者名/発表者名
      Yuji Hamamoto, Tohru Kawarabayashi, Hideo Aoki, and Yasuhiro Hatsugai
    • 雑誌名

      Journal of Physics : Conference series

      巻: 456 ページ: 12013-12013

    • DOI

      10.1088/1742-6596/456/1/012013

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] T. Fukui, K.-I. Imura and Y. Hatsugai2013

    • 著者名/発表者名
      T. Fukui, K.-I. Imura and Y. Hatsugai
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 82 号: 7 ページ: 073708-073708

    • DOI

      10.7566/jpsj.82.073708

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spin-resolved chiral condensate as a spin unpolarizedν=0 quantum Hall state in graphene2013

    • 著者名/発表者名
      Yuji Hamamoto, Tohru Kawarabayashi, Hideo Aoki, and Yasuhiro Hatsugai
    • 雑誌名

      Physical Review

      巻: B88 号: 19 ページ: 195141-195141

    • DOI

      10.1103/physrevb.88.195141

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] エンタングルメント・チャーン数の提案と応用2015

    • 著者名/発表者名
      福井隆裕,初貝安弘
    • 学会等名
      日本物理学会 第70回年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学早稲田キャンパス,東京都
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Symmetry in topological phases: Quantization and entanglement Chern numbers2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Hatsugai
    • 学会等名
      Trends in Theory of Correlated Materials (TTCM2014)
    • 発表場所
      青山大学、渋谷区、東京
    • 年月日
      2014-10-05 – 2014-10-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 傾いたディラック電子系におけるn=0ランダウ準位の異常性とstaggered ポテンシャル2014

    • 著者名/発表者名
      河原林透、初貝安弘、青木秀夫
    • 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
    • 年月日
      2014-09-09
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 必ずしもカイラルでない系におけるベリー位相の量子化2014

    • 著者名/発表者名
      福井隆裕,初貝安弘
    • 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
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Symmetry protection and Berry connections in condensed matter systems2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Hatsugai
    • 学会等名
      Geometric Aspects of Quantum States in Condensed Matter
    • 発表場所
      Natal, Brazil
    • 年月日
      2014-08-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Geometric aspects of graphene: chiral symmetry and polarization2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Hatsugai
    • 学会等名
      Geometric Aspects of Quantum States in Condensed Matter
    • 発表場所
      Natal, Brazil
    • 年月日
      2014-08-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Local density of states at topological defects in a Kekue bond order in graphene2014

    • 著者名/発表者名
      T. Kawarabayashi, Y. Inoue, Y. Hatsugai, and H.Aoki
    • 学会等名
      the 21st international conference on “High Magnetic Fields in Semiconductor Physics”
    • 発表場所
      Panama City Beach, U.S.A.
    • 年月日
      2014-08-04 – 2014-08-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Local density of states at topological defects in a Kekue bond order in graphene2014

    • 著者名/発表者名
      T. Kawarabayashi, Y. Inoue, Y. Hatsugai, and H.Aoki
    • 学会等名
      Graphene week 2014
    • 発表場所
      Gothenburg, Sweden
    • 年月日
      2014-06-23 – 2014-06-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Bulk-Edge Correspondence: Variety and Universality2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Hatsugai
    • 学会等名
      “Topology in the New Frontiers of Materials Science”
    • 発表場所
      NIMS, Namik, Tsukuba, JAPAN
    • 年月日
      2014-04-01 – 2014-04-02
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Universality & variety of edge states in graphene & silicene2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Hatsugai
    • 学会等名
      CENIDE-CNMM-TIMS Joint Symposium on Interdisciplinary Nano-Science and Technology
    • 発表場所
      Hsinchu, Taiwan
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ベリー位相の分数量子化とディラック電子系のエッジ状態2014

    • 著者名/発表者名
      苅宿俊風, 初貝安弘
    • 学会等名
      日本物理学会第69回年会
    • 発表場所
      東海大学、神奈川
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 超格子系の弱トポロジカル相とエッジ状態2014

    • 著者名/発表者名
      吉村幸徳,井村健一郎,福井隆裕A,初貝安弘
    • 学会等名
      日本物理学会第69回年会
    • 発表場所
      東海大学、神奈川
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] グラフェンのディラックコーンとゼロエネルギー局在状態2013

    • 著者名/発表者名
      初貝安弘
    • 学会等名
      グラフェンナノデバイスの新しい展開
    • 発表場所
      AIST, Tsukuba, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Symmetry protection and strong correlation in graphene with bulk-edge correspondence2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Hatsugai
    • 学会等名
      Trends in theory of Correlated Materials 2013
    • 発表場所
      Lausanne, Switzerland
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Symmetry, Berry connection and Bulk-edge correspondence2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Hatsugai
    • 学会等名
      Emergent Quantum Phases in Condensed Matter
    • 発表場所
      ISSP, Kashiwa, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 時間反転対称性を破る格子ディラック模型の離散対称性と量子化2013

    • 著者名/発表者名
      初貝安弘, 福井隆裕, 井村健一郎
    • 学会等名
      日本物理学会 2013年秋季大会
    • 発表場所
      徳島大学、徳島
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Symmetry protected Z2 Berry phase in massless Dirac fermion systems2013

    • 著者名/発表者名
      苅宿 俊風, 初貝安弘
    • 学会等名
      FIRST-QS2C WS on "Emergent Phenomena of Correlated Materials"
    • 発表場所
      Shinagawa Intercity Hall, Tokyo
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] フェルミオンShastry-Sutherland模型におけるディラックコーンとエッジ状態2013

    • 著者名/発表者名
      苅宿俊風, 初貝安弘
    • 学会等名
      日本物理学会 2013年秋季大会
    • 発表場所
      徳島大学、徳島
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Z2 Berry phase as a local dimer order parameter of grapheme flakes2013

    • 著者名/発表者名
      Daichi Sek, Yuji Hamamoto, Yasuhiro Hatsugai
    • 学会等名
      Statphys25
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Emergence of Topologically Stable Dirac Dispersions in a Fermionic Shastry Sutherland Model2013

    • 著者名/発表者名
      Toshikaze Kariyado, Yasuhiro Hatsugai
    • 学会等名
      The 12th Asia Pacific Physics Conference
    • 発表場所
      Makuhari, Chiba
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Fermionic Shastry-Sutherland model: Emergence of Dirac dispersions, edge modes, and topological properties2013

    • 著者名/発表者名
      T. Kariyado, Y. Hatsugai
    • 学会等名
      Emergent Quantum Phases in Condensed Matter
    • 発表場所
      ISSP, Kashiba Chiba
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Landau levels of disordered massless Dirac fermions when the Dirac cones are both shifted and tilted2013

    • 著者名/発表者名
      T. Honda, Y. Hatsugai, H. Aok, T. Kawarabayashi
    • 学会等名
      20th International Conference on Electronic Properties of Two-Dimensional Systems (EP2DS-20)
    • 発表場所
      Wroclaw, Poland
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Doubly-Degenerate Chiral Condensate as a Spin-Unpolarized ν = 0 Quantum Hall State in Graphene2013

    • 著者名/発表者名
      Y., Hamamoto; T., Kawarabayashi; H., Aoki; Y., Hatsugai
    • 学会等名
      The 7th International Conference on the Fundamental Science of Graphene and Applications of Graphene-Based Devices (Graphene Week 2013)
    • 発表場所
      Chemnitz, Germany
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [図書] Graphene: Topological Properties, Chiral Symmetry and Their Manipulation in Physics of Graphene2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Hatsugai and H. Aoki
    • 総ページ数
      350
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [図書] パリティー2013年11月号:原子崩壊がグラフェンで現実に(翻訳)2013

    • 著者名/発表者名
      初貝安弘
    • 総ページ数
      80
    • 出版者
      丸善
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [備考] 筑波大学・数理物質系・物理学域・初貝研究室

    • URL

      http://rhodia.ph.tsukuba.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 初貝研究室

    • URL

      http://rhodia.ph.tsukuba.ac.jp

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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