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トポロジカル量子相のアンダーソン転移における表面状態

研究課題

研究課題/領域番号 25800213
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 数理物理・物性基礎
研究機関北海道大学

研究代表者

小布施 秀明  北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (50415121)

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
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2015年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2013年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードトポロジカル相 / アンダーソン転移 / 量子ウォーク / トポロジカル量子相 / 境界臨界性 / 弱いトポロジカル絶縁体 / directed network model / スケーリング次元
研究成果の概要

層状構造を持つ3次元弱いトポロジカル絶縁体における2次元表面状態は、層間の結合が均一な場合は不純物が存在しても局在しないが、不均質な結合がある場合、乱れが増加すると局在-非局在転移を生じ、そのユニバーサリティ・クラスは2次元symplecticクラスであることを明らかにした。また、2次元の量子ホール絶縁体転移におけるdescendant演算子のスケーリング次元を高精度に数値的に計算する手法を確立した。さらに、フロッケトポロジカル相を誘起する時間発展演算子に対する対称性やトポロジカル数を定義し、1次元量子ウォークにおける表面状態の不純物に対する安定性をトポロジカル相の観点から明らかにした。

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

    (30件)

すべて 2016 2015 2014 2013 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 4件、 招待講演 4件)

  • [国際共同研究] Wigner Research Centre(Hungary)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究] Paul Scherrer Institute(Switzerland)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Illinois/University of California - Santa Barbara/The Ohio State University(米国)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究] Karlsruhe Institite of Technology(Germany)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究] Institut Neel(France)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Unveiling hidden topological phases of a one-dimensional Hadamard quantum walk2015

    • 著者名/発表者名
      H. Obuse, J. K. Asboth, Y. Nishimura, N. Kawakami
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 92 号: 4

    • DOI

      10.1103/physrevb.92.045424

    • NAID

      120005674644

    • 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 / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] アンダーソン局在における臨界現象 --最近の実験・理論の新展開--2015

    • 著者名/発表者名
      小布施秀明
    • 雑誌名

      日本物理学会誌

      巻: 70 ページ: 14-24

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spin-directed network model for the surface states of weak three-dimensional Z2 topological insulators2014

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Obuse, Shinsei Ryu, Akira Furusaki, and Christopher Mudry
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 89 号: 15 ページ: 155315-155315

    • DOI

      10.1103/physrevb.89.155315

    • NAID

      120005463902

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spin-directed network model for the surface states of weak three-dimensional Z_2 topological insulators2014

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Obuse, Shinsei Ryu, Akira Furusaki, Christopher Mudry
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 未決定

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bulk-Boundary Correspondence for Chiral Symmetric Quantum Walks2013

    • 著者名/発表者名
      Janos K. Asboth, Hideaki Obuse
    • 雑誌名

      Physical Review B (Rapid Communications)

      巻: 88 号: 12

    • DOI

      10.1103/physrevb.88.121406

    • NAID

      120005342542

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Statistics of Conductances and Subleading Corrections to Scaling near the Integer Quantum Hall Plateau Transition2013

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Obuse, Soumya Bera, Andreas W. W. Ludwig, Ilya A. Gruzberg, Ferdinand Evers
    • 雑誌名

      Europhsics Letters

      巻: 104 号: 2 ページ: 27014-27014

    • DOI

      10.1209/0295-5075/104/27014

    • NAID

      120005476168

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 1次元単一欠陥付きHadamard量子ウォークの局在化とトポロジカル相2016

    • 著者名/発表者名
      小布施秀明
    • 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(仙台)
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Topological phases of a PT symmetric non-unitary quantum walk2016

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Obuse
    • 学会等名
      Mathematical Association of America (MAA) and American Mathematical Society (AMS) Joint Mathematics Meetings
    • 発表場所
      Washington State Convention Center, Seattle, USA
    • 年月日
      2016-01-06
    • 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] Floquet Topological Phases of Quantum Walks2015

    • 著者名/発表者名
      小布施秀明
    • 学会等名
      第1回「トポロジーが紡ぐ物質科学のフロンティア」領域研究会
    • 発表場所
      京都大学(京都)
    • 年月日
      2015-12-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Topological phases of one-dimensional Hadamard walks and non-unitary quantum walks2015

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Obuse
    • 学会等名
      Workshop of Quantum Simulation and Quantum Walks 2015
    • 発表場所
      横浜国立大学(横浜)
    • 年月日
      2015-11-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Topological phases and enhancement of edge states in PT symmetric quantum walks with gain and loss2015

    • 著者名/発表者名
      Ken Mochizuki, Dakyeong Kim, Hideaki Obuse
    • 学会等名
      Workshop of Quantum Simulation and Quantum Walks 2015
    • 発表場所
      横浜国立大学(横浜)
    • 年月日
      2015-11-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Relation between two-phase quantum walks and the topological invariant2015

    • 著者名/発表者名
      Takako Endo, Norio Konno, Hideaki Obuse
    • 学会等名
      Workshop of Quantum Simulation and Quantum Walks 2015
    • 発表場所
      横浜国立大学(横浜)
    • 年月日
      2015-11-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 非ユニタリー量子ウォークにおけるPT対称性とトポロジカル相2015

    • 著者名/発表者名
      金多景, 望月健, 小布施秀明
    • 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)
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 境界のある非ユニタリー量子ウォークにおける PT 対称性とエッジ状態の増幅2015

    • 著者名/発表者名
      望月健, 金多景, 小布施秀明
    • 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)
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 2相系量子ウォークの漸近的振舞とトポロジカル絶縁体の数理2015

    • 著者名/発表者名
      遠藤隆子, 今野紀雄, 小布施秀明
    • 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)
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 量子ウォークとトポロジカル絶縁体の邂逅2015

    • 著者名/発表者名
      小布施秀明
    • 学会等名
      日本数学会 2015 年度秋季総合分科会
    • 発表場所
      京都産業大学(京都)
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 1次元フォトニック量子ウォークにおける隠れたトポロジカル相の解明2015

    • 著者名/発表者名
      小布施秀明,Janos K. Asboth, 西村勇希,川上則雄
    • 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,東京都
    • 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] 量子ウォークにおけるトポロジカルな局在状態の制御2014

    • 著者名/発表者名
      小布施秀明
    • 学会等名
      量子系の数理と物質制御への展開:量子ウォークを架け橋に
    • 発表場所
      東北大学, 宮城県
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-18
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 弱い3次元トポロジカル絶縁体の表面状態: 奇数チャネル及び、trimerization の寄与2014

    • 著者名/発表者名
      小布施秀明,笠真生,古崎昭,Christopher Mudry
    • 学会等名
      日本物理学会 2014年秋季大会
    • 発表場所
      中部大学,愛知県
    • 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] Finite-size effects and irrelevant corrections to scaling near the integer quantum hall transition2014

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Obuse
    • 学会等名
      Recent Progress and Perspectives in Scaling, Multifractality, Interactions, and Topological Effects Near Anderson Transitions
    • 発表場所
      Max Planck Institute for the Physics of Complex Systems (Dresden, Germany)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 弱い3次元トポロジカル絶縁体の表面状態における局在 非局在転移2014

    • 著者名/発表者名
      小布施秀明,笠真生,古崎昭,Christopher Mudry
    • 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, 神奈川県
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Topological phases and delocalization of quantum walks in random environments2013

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Obuse
    • 学会等名
      Advances in Quantum Chaotic Scattering: From (Non-)Linear Waves to Few-Body Systems
    • 発表場所
      Max Planck Institute for the Physics of Complex Systems (Dresden, Germany)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Anderson transition at three-dimensional weak Z2 topological insulators2013

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Obuse
    • 学会等名
      Topology and Nonequilibrium in Low-Dimensional Electronic Systems
    • 発表場所
      Max Planck Institute for the Physics of Complex Systems (Dresden, Germany)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 多重ステップ量子ウォークのカイラル対称性とバルク境界対応2013

    • 著者名/発表者名
      小布施秀明,Janos K. Asboth
    • 学会等名
      日本物理学会 2013年秋季大会
    • 発表場所
      徳島大学, 徳島県
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 単一ステップ量子ウォークにおけるマヨラナ・ゼロモード2013

    • 著者名/発表者名
      西村勇希,小布施秀明,川上則雄
    • 学会等名
      日本物理学会 2013年秋季大会
    • 発表場所
      徳島大学, 徳島県
    • 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: 2022-01-27  

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