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ディラック電子系物質における熱電効果の理論

研究課題

研究課題/領域番号 25870231
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 物性Ⅱ
物性Ⅰ
研究機関電気通信大学

研究代表者

伏屋 雄紀  電気通信大学, 情報理工学(系)研究科, 准教授 (00377954)

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: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2013年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードディラック電子系 / 熱電効果 / スピン軌道結合 / マルチバンドk.p理論 / g因子 / 熱電性能指数 / スピン軌道相互作用 / 量子輸送現象 / 国際情報交換 / ディラック電子 / ビスマス / 久保公式 / スピンホール効果 / 軌道磁化率
研究成果の概要

ディラック電子系におけるスピンホール伝導度(SHC)と反磁性について詳しく調べ,SHCと反磁性を結ぶ厳密な公式を見出した.BiにおけるSHCはPtのおよそ100倍にも達することが示された.
物質におけるスピン軌道結合効果についての精緻な理論を構築し,熱電材料として知られるBi, PbTe, SnTeのスピン軌道結合効果を詳しく調べた.Biでは,スピン軌道結合に関する50年来の謎が存在したが,今回新たに開発した相対論的k.p理論を用いることで,この謎の完全解明に初めて成功した.新たなアプローチに基づく今回の成功により,結晶スピン軌道結合効果を定量的に評価する新たな測定方法の道が拓けた.

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

    (38件)

すべて 2016 2015 2014 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 3件、 査読あり 6件、 謝辞記載あり 5件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (30件) (うち国際学会 2件、 招待講演 5件)

  • [国際共同研究] ESPCI Paris Tech/Ecole Nationale Superieure des Mines(France)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究] Ewha Womans University(韓国)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Origin of the Large Anisotropic g Factor of Holes in Bismuth2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Fuseya, Z. Zhu, B. Fauque, W. Kang, B. Lenoir, K. Behnia
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 115 号: 21

    • DOI

      10.1103/physrevlett.115.216401

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Anomalous Quantum Transport Properties in Semimetallic Black Phosphorus2015

    • 著者名/発表者名
      K. Akiba, A. Miyake, Y. Akahama, K. Matsubayashi, Y. Uwatoko, H. Arai, Y. Fuseya, M. Tokunaga
    • 雑誌名

      Journal of Physical Society of Japan

      巻: 84 号: 7 ページ: 0737081-4

    • DOI

      10.7566/jpsj.84.073708

    • 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] Angle Dependence of the Orbital Magnetoresistance in Bismuth2015

    • 著者名/発表者名
      A. Collaudin, B. Fauque, Y. Fuseya, W. Kang, K. Behnia
    • 雑誌名

      Physical Review X

      巻: 5 号: 2

    • DOI

      10.1103/physrevx.5.021022

    • 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] Transport Properties and Diamagnetism of Dirac Electrons in Bismuth2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Fuseya, M. Ogata, and H. Fukuyama,
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 84 号: 1 ページ: 012001-012001

    • DOI

      10.7566/jpsj.84.012001

    • NAID

      40020325378

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Spin-Hall Effect and Diamagnetism of Anisotropic Dirac Electrons in Solids2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Fuseya, M. Ogata, and H. Fukuyama,
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 83 号: 7 ページ: 074702-074702

    • DOI

      10.7566/jpsj.83.074702

    • NAID

      210000133183

    • 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] Spin-Hall Effect and Diamagnetism of Anisotropic Dirac Electrons in Solids2014

    • 著者名/発表者名
      Yuki Fuseya, Masao Ogata, Hidetoshi Fukuyama
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

    • NAID

      210000133183

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ディラック電子系熱電材料Pb1-xSnxTeの結晶スピン軌道結合効果2016

    • 著者名/発表者名
      早坂太志, 伏屋雄紀
    • 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
    • 年月日
      2016-03-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 強磁場下におけるビスマス磁気抵抗の理論的解析2016

    • 著者名/発表者名
      大和田光明, 伏屋雄紀
    • 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
    • 年月日
      2016-03-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] From the Two-Band Dirac Model to the Multiband k.p Model2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Fuseya, Z. Zhu, B. Fauque N, W. Kang, B. Lenoir, K. Behnia
    • 学会等名
      ディラック電子系マルチフェロイクス研究会
    • 発表場所
      東京理科大学
    • 年月日
      2016-01-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] マルチバンドk.p理論に基づく結晶スピン軌道結合効果の研究2015

    • 著者名/発表者名
      伏屋雄紀
    • 学会等名
      物性研短期研究会「量子物質研究の最前線」
    • 発表場所
      東京大学物性研究所
    • 年月日
      2015-12-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ビスマスにおけるエキシトニック相の可能性2015

    • 著者名/発表者名
      伏屋雄紀
    • 学会等名
      物性研短期研究会「低次元電子系におけるエキシトニック相の新展開」
    • 発表場所
      東京大学物性研究所
    • 年月日
      2015-11-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] スピン軌道強結合系におけるゼーマン-サイクロトロン比の理論2015

    • 著者名/発表者名
      伏屋雄紀, Z. Zhu, B. Fauque, W. Kang, B. Lenoir, K. Behnia
    • 学会等名
      日本物理学会2015年秋季大会
    • 発表場所
      関西大学
    • 年月日
      2015-09-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Spin current conversion in Bi thin films2015

    • 著者名/発表者名
      M. Shiraishi, H. Emoto, Y. Ando, G. Eguchi, T. Shinjo, Y. Fuseya, E. Shikoh
    • 学会等名
      20th International conference on magnetism
    • 発表場所
      Barcelona, Spain
    • 年月日
      2015-07-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Large anisotropic g-factor due to crystalline spin-orbit interaction in bismuth2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Fuseya, Z. Zhu, B. Fauque N, W. Kang, B. Lenoir, K. Behnia
    • 学会等名
      20th International conference on magnetism
    • 発表場所
      Barcelona, Spain
    • 年月日
      2015-07-06
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Spin Hall Effect and Large Anisotropic g-Factor of Bismuth2015

    • 著者名/発表者名
      Yuki Fuseya
    • 学会等名
      Topological Aspects in Correlated Electron Systems
    • 発表場所
      Institute of Solid State Physics, Kashiwa
    • 年月日
      2015-03-26
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ビスマスにおける“異常”ゼーマン効果とスピン軌道相互作用2015

    • 著者名/発表者名
      伏屋雄紀,Z.Zhu, B. Fauque, W. Kang, K. Behnia
    • 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
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] ビスマスにおける磁気抵抗の理論的解析2015

    • 著者名/発表者名
      大和田光明,伏屋雄紀
    • 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
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 高圧下黒燐の電子構造と熱電効果2015

    • 著者名/発表者名
      新井隼人,伏屋雄紀
    • 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
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Spin Hall effect and Landau spectrum of Dirac electrons in bismuth2015

    • 著者名/発表者名
      Yuki Fuseya
    • 学会等名
      American Phyical Society March meeting
    • 発表場所
      Henry B. Gonzalez Convention Center, Texas, USA
    • 年月日
      2015-03-05
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Anomalous Spin Magnetic-Moment of Holes in Bismuth2015

    • 著者名/発表者名
      Yuki Fuseya
    • 学会等名
      International workshop on Dirac Electrons in Solids
    • 発表場所
      University of Tokyo, Tokyo
    • 年月日
      2015-01-14
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Band Structure of Superconducting Dirac Electron Systems2015

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Kuraya and Yuki Fuseya
    • 学会等名
      International workshop on Dirac Electrons in Solids
    • 発表場所
      University of Tokyo, Tokyo
    • 年月日
      2015-01-14
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Magnetoconductivity of Dirac Electrons in Bismuth2015

    • 著者名/発表者名
      Mitsuaki Owada and Yuki Fuseya
    • 学会等名
      International workshop on Dirac Electrons in Solids
    • 発表場所
      University of Tokyo, Tokyo
    • 年月日
      2015-01-14
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Magnetoconductivity and Anomalous g-Factor of the Luttinger Hamiltonian2015

    • 著者名/発表者名
      Riki Suemasa and Yuki Fuseya
    • 学会等名
      International workshop on Dirac Electrons in Solids
    • 発表場所
      University of Tokyo, Tokyo
    • 年月日
      2015-01-14
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Anomalously large spin-magnetic moment and its transport properties of Dirac electrons in bismuth2014

    • 著者名/発表者名
      Yuki Fuseya
    • 学会等名
      Novel Quantum States in Condensed Matter 2014
    • 発表場所
      Kyoto University, Kyoto
    • 年月日
      2014-11-17
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Exact relationship between spin-Hall effect and diamagnetism for Dirac electrons in various materials2014

    • 著者名/発表者名
      Yuki Fuseya, Masao Ogata, and Hidetoshi Fukuyama
    • 学会等名
      International conference of Strongly Correlated Electron Systems 2014
    • 発表場所
      Grenoble, France
    • 年月日
      2014-07-07
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] ビスマスにおける巨大スピンホール効果

    • 著者名/発表者名
      伏屋雄紀
    • 学会等名
      基研研究会「固体中におけるディラック電子系物理の新展開」
    • 発表場所
      京都大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Thermoelectricity of Dirac electrons in bismuth

    • 著者名/発表者名
      Yuki Fuseya
    • 学会等名
      International Conference on Thermoelectrics
    • 発表場所
      神戸国際会議場
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Large Spin-Hall Effect on Dirac Electrons in Bismuth

    • 著者名/発表者名
      Yuki Fuseya, Masao Ogata, Hidetoshi Fukuyama
    • 学会等名
      The international conference on Strongly Correlated Electron Systems
    • 発表場所
      東京大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] ビスマスにおける異方的ディラック電子の巨大スピンホール効果

    • 著者名/発表者名
      伏屋雄紀,小形正男,福山秀敏
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      徳島大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] ビスマスにおけるスピン(磁気モーメント)ゼーベック効果

    • 著者名/発表者名
      小形正男,伏屋雄紀,福山秀敏
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      徳島大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 動力学的手法によるBi中のスピン伝導特性の評価

    • 著者名/発表者名
      江本裕行,安藤裕一郎,仕幸英治,伏屋雄紀,新庄輝也,白石誠司
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      徳島大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Spin-Hall effect and diamagnetism of Dirac electrons in bismuth

    • 著者名/発表者名
      Yuki Fuseya
    • 学会等名
      Mini-workshop on Dirac fermions in solids
    • 発表場所
      パリ高等物理化学学校
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 固体中ディラック電子系の量子輸送現象の理論的研究

    • 著者名/発表者名
      伏屋雄紀
    • 学会等名
      第8回凝縮系科学賞受賞記念講演
    • 発表場所
      東京大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 異方的ディラック電子のスピンホール効果と反磁性

    • 著者名/発表者名
      伏屋雄紀
    • 学会等名
      第3回固体中のディラック電子研究会
    • 発表場所
      兵庫県赤穂市
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 異方的ディラック電子のスピンホール効果と軌道磁性

    • 著者名/発表者名
      伏屋雄紀,小形正男,福山秀敏
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      東海大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 半金属ビスマスの音響ドハース効果

    • 著者名/発表者名
      冠木悠太郎,三本啓輔,赤津光洋,根本祐一,後藤輝孝,伏屋雄紀
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      東海大学
    • 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: 2022-01-31  

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