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トポロジカル超流動3Heのダイナミクスへの微視的アプローチ

研究課題

研究課題/領域番号 25800199
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 物性Ⅱ
研究機関大阪大学 (2014-2015)
岡山大学 (2013)

研究代表者

水島 健  大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (50379707)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2015年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2013年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードトポロジカル超伝導 / 超流動 / マヨラナ粒子 / 奇周波数クーパー対 / 3He / 集団励起 / 準古典理論
研究成果の概要

非従来型超伝導・超流動体のトポロジカル構造と対称性の不可分な関係を明らかにし、その帰結として現れる低エネルギー準粒子励起の特異な性質を示した。具体的には、重い電子系超伝導UPt3やトポロジカル絶縁体を母物質とした超伝導 CuxBi2Se3 において結晶対称性によって守られたマヨラナ粒子が存在することを指摘し、その異常な磁気異方性や奇周波数クーパー対相関の背後にあるトポロジーと対称性の関係を明らかにした。さらに、CuxBi2Se3の表面状態を詳細に議論することで、この物質における一連の実験結果を最もよく説明する超伝導対関数は奇パリティトポロジカル状態であることがわかった。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (41件)

すべて 2016 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 11件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 6件) 学会発表 (30件) (うち国際学会 4件、 招待講演 12件)

  • [雑誌論文] Symmetry-Protected Topological Superfluids and Superconductors -From the Basics to 3He-2016

    • 著者名/発表者名
      T. Mizushima, Y. Tsutsumi, T. Kawakami, M. Sato, M. Ichioka, and K. Machida
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 85 号: 2 ページ: 022001-022001

    • DOI

      10.7566/jpsj.85.022001

    • 関連する報告書
      2015 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] Superconducting doped topological materials2015

    • 著者名/発表者名
      S. Sasaki, T. Mizushima
    • 雑誌名

      Physica C

      巻: 514 ページ: 206-217

    • DOI

      10.1016/j.physc.2015.02.018

    • 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] Symmetry protected topological superfluid 3He-B2015

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Mizushima, Yasumasa Tsutsumi, Masatoshi Sato and Kazushige Machida
    • 雑誌名

      J. Phys.: Condens. Matter

      巻: 27 号: 11 ページ: 113203-113203

    • DOI

      10.1088/0953-8984/27/11/113203

    • 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] Odd-frequency pairing and Ising spin susceptibility in time-reversal invariant superfluids and superconductors2014

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

      Physical Review B

      巻: 90 号: 18 ページ: 184506-184506

    • DOI

      10.1103/physrevb.90.184506

    • 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] Dirac-fermion-induced parity mixing in superconducting topological insulators2014

    • 著者名/発表者名
      T. Mizushima, A. Yamakage, M. Sato, Y. Tanaka
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 90 号: 18

    • DOI

      10.1103/physrevb.90.184516

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] FFLO Multi-Phase Transition in Two-Band Superconductor2014

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Takahashi, Takeshi Mizushima, and Kazushige Machida
    • 雑誌名

      JPS Conference Proceedings

      巻: 3 ページ: 015022-015022

    • DOI

      10.7566/jpscp.3.015022

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mirror Majorana zero modes in spinful superconductors/superfluids Non-Abelian anyons in integer quantum vortices2014

    • 著者名/発表者名
      M. Sato, A. Yamakage, T. Mizushima
    • 雑誌名

      Physica E

      巻: 55 ページ: 20-24

    • DOI

      10.1016/j.physe.2013.07.011

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov States in Two-Band Superconductors2014

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Mizushima, Masahiro Takahashi, and Kazushige Machida
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 83 号: 2 ページ: 023703-023703

    • DOI

      10.7566/jpsj.83.023703

    • NAID

      40019983966

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multibannd effects on Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov states of Pauli limited superconductors2014

    • 著者名/発表者名
      M. Takahashi, T. Mizushima, K. Machida
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 89 号: 6 ページ: 064505-064505

    • DOI

      10.1103/physrevb.89.064505

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Topological phases of quasi-one-dimensional fermionic atoms with a synthetic gauge field2013

    • 著者名/発表者名
      T. Mizushima, M. Sato
    • 雑誌名

      New Journal of Physics

      巻: 15 号: 7 ページ: 075010-075010

    • DOI

      10.1088/1367-2630/15/7/075010

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] UPt3 as a Topological Crystalline Superconductor2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Tsutsumi, M. Ishikawa, T. Kawakami, T. Mizushima, M. Sato, M. Ichioka, and K. Machida
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 82 号: 11 ページ: 113707-113707

    • DOI

      10.7566/jpsj.82.113707

    • NAID

      210000132814

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 超流動3He-Bにおけるテクスチャードメイン構造2016

    • 著者名/発表者名
      水島健
    • 学会等名
      日本物理学会第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Textural domain walls in superfluid 3He-B2016

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Mizushima
    • 学会等名
      American Physical Society March Meeting 2015
    • 発表場所
      Baltimore, Maryland, USA
    • 年月日
      2016-03-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 超流動3Heと冷却原子気体で広がるトポロジカル超流動の物理2015

    • 著者名/発表者名
      水島健
    • 学会等名
      日本物理学会2015年秋季大会(シンポジウム講演)
    • 発表場所
      関西大学(大阪府吹田市)
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] トポロジカル絶縁体CuxBi2Se3のトポロジカル超伝導性とフェルミ面形状効果2015

    • 著者名/発表者名
      水島健
    • 学会等名
      日本物理学会2015年秋季大会
    • 発表場所
      関西大学(大阪府吹田市)
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Surface excitations in topological superfluid 3He-B2015

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Mizushima
    • 学会等名
      2015 International Symposium on Quantum Fluids and Solids (QFS2015)
    • 発表場所
      Niagara Falls Convention Center, USA
    • 年月日
      2015-08-09
    • 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] Surface Squashing Modes in Topological Superfluid 3He-B2015

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Mizushima
    • 学会等名
      Grand Challenges in Quantum Fluids and Solids
    • 発表場所
      The State University of New York at Buffalo, USA
    • 年月日
      2015-08-07
    • 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] Topological superconductivity of doped topological insulators2015

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Mizushima
    • 学会等名
      EMN Qiagdao Meeting 2015
    • 発表場所
      Qingdao, China
    • 年月日
      2015-06-14
    • 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] トポロジカル絶縁体CuxBi2Se3のトポロジカル超伝導性とフェルミ面形状効果2015

    • 著者名/発表者名
      水島健
    • 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、東京
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-24
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Confinement effect on Anderson-Higgs modes in superfluid 3He-B2015

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Mizushima
    • 学会等名
      American Physical Society March Meeting 2015
    • 発表場所
      San Antonio, TX, USA
    • 年月日
      2015-03-02 – 2015-03-06
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Topological phase transitions in superfluids and superconductors2014

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Mizushima
    • 学会等名
      International Conference on Topological Quantum Phenomena (TQP2014)
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2014-12-16 – 2014-12-20
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Topological Odd Parity Superconductivity of Cu-doped Bi2Se32014

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Mizushima
    • 学会等名
      International Conference on Topological Quantum Phenomena (TQP2014)
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2014-12-16 – 2014-12-20
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Dirac fermion induced parity mixing in superconducting topological insulators2014

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Mizushima
    • 学会等名
      Asia-Pacific Workshop on Strongly Correlated System 2014
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 年月日
      2014-10-09 – 2014-10-11
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Confinement effect on Higgs modes in superfluid 3He-B2014

    • 著者名/発表者名
      水島健
    • 学会等名
      日本物理学会2014年秋季大会
    • 発表場所
      中部大学
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] ドープされたトポロジカル絶縁体の超伝導体における奇周波数ペアの発現と近接効果2014

    • 著者名/発表者名
      水島健
    • 学会等名
      日本物理学会2014年秋季大会
    • 発表場所
      中部大学
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Confinement effect on Anderson-Higgs modes in superfluid 3He-B2014

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Mizushima
    • 学会等名
      ULT2014-Frontiers of Low Temperature Physics
    • 発表場所
      San Carlos de Bariloche, Argentina
    • 年月日
      2014-08-14 – 2014-08-19
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Confinement effect on Anderson-Higgs modes in superfluid 3He-B2014

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Mizushima
    • 学会等名
      27th International Conference on Low Temperature Physics (LT27)
    • 発表場所
      Buenos Aires, Argentina
    • 年月日
      2014-08-06 – 2014-08-13
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Dirac-fermion-induced parity mixing in superconducting topological insulators2014

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Mizushima
    • 学会等名
      27th International Conference on Low Temperature Physics (LT27)
    • 発表場所
      Buenos Aires, Argentina
    • 年月日
      2014-08-06 – 2014-08-13
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Dirac-fermion-induced parity mixing in superconducting topological insulators2014

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Mizushima
    • 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] Anderson-Higgs modes of superfluid 3He confined in a restricted geometry2014

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Mizushima
    • 学会等名
      Higgs Modes in Condensed Matter and Quantum Gases
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2014-06-23 – 2014-06-25
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Symmetry protected topological superfluids and superconcductors2014

    • 著者名/発表者名
      水島健
    • 学会等名
      RIKEN-APW Joint Workshop "Highlights in Condensed Matter Physics"
    • 発表場所
      埼玉県和光市、理研
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Dirac-femion-induced parity mixing in superconducting topological insulators2014

    • 著者名/発表者名
      水島健
    • 学会等名
      American Physical Society March Meeting 2014
    • 発表場所
      Denver, CO, USA
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] トポロジカル絶縁体の超伝導相における表面電子状態の理論2014

    • 著者名/発表者名
      水島健
    • 学会等名
      日本物理学会第69回年次大会
    • 発表場所
      神奈川県、東海大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Topological superfluidity of 3He2013

    • 著者名/発表者名
      水島健
    • 学会等名
      International Symposium on Quantum Fluids and Solids (QFS2013)
    • 発表場所
      島根県松江市、くにびきメッセ
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 超流動3HeBの磁場中トポロジカル量子相転移2013

    • 著者名/発表者名
      水島健
    • 学会等名
      日本物理学会2013年秋季大会シンポジウム「トポロジカル量子現象の新概念」
    • 発表場所
      徳島県徳島市、徳島大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 超流動・超伝導の対称性とトポロジー2013

    • 著者名/発表者名
      水島健
    • 学会等名
      第6回基礎物性セミナー
    • 発表場所
      神奈川県、箱根太陽荘
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov States in Two-Band Superconductors2013

    • 著者名/発表者名
      水島健
    • 学会等名
      Aspen Workshop "Multi-Component Many-Body Systems"
    • 発表場所
      Aspen, CO, USA
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] UPt3のトポロジカル超伝導相2013

    • 著者名/発表者名
      水島健
    • 学会等名
      日本物理学会2013年秋季大会
    • 発表場所
      徳島県徳島市、徳島大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] トポロジカル超流体の理論2013

    • 著者名/発表者名
      水島健
    • 学会等名
      新学術領域「トポロジカル量子現象」第14回集中連携研究会「トポロジカル凝縮系の理論」
    • 発表場所
      愛知県、名古屋大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Dirac-Fermion-Induced Parity Mixing in Superconducting Topological Insulators2013

    • 著者名/発表者名
      水島健
    • 学会等名
      新学術領域「対称性の破れた凝縮系におけるトポロジカル量子現象」第4回領域研究会
    • 発表場所
      愛知県、名古屋大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Nonequilibrium Dynamics of Superfluid 3He-B in a Confined Geometry2013

    • 著者名/発表者名
      水島健
    • 学会等名
      新学術領域「対称性の破れた凝縮系におけるトポロジカル量子現象」第4回領域研究会
    • 発表場所
      愛知県、名古屋大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2020-05-15  

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