| 研究領域 | トポロジーが紡ぐ物質科学のフロンティア |
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| 研究課題/領域番号 |
15H05852
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
理工系
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
前野 悦輝 京都大学, 理学研究科, 教授 (80181600)
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| 研究分担者 |
松田 祐司 京都大学, 理学研究科, 教授 (50199816)
高木 英典 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (40187935)
鄭 国慶 岡山大学, 自然科学研究科, 教授 (50231444)
藤本 聡 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (10263063)
浅野 泰寛 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (20271637)
宇田川 将文 学習院大学, 理学部, 准教授 (80431790)
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| 研究期間 (年度) |
2015-06-29 – 2020-03-31
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| キーワード | トポロジカル / 強相関電子系 / トポロジカル超伝導 / トポロジカル半金属 / マヨラナ準粒子 / キタエフ量子スピン液体 / ネマティック超伝導 / カイラル超伝導 |
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| 研究成果の概要 |
本計画研究は、超伝導体・磁性絶縁体・半金属などの物質の中でトポロジカルな量子状態を特徴とする物質や現象を見出し、特に電子同士の相互作用が強い「強相関電子系」ならではの効果を理解することを目的に行った。顕著な成果として、世界に先駆けて、電子の分数化状態であるマヨラナ準粒子の存在を確実にする観測事実を得た。これはルテニウム化合物の量子スピン液体状態での熱ホール効果の半整数量子化を発見したことによる。また、トポロジカル物質の中から、ネマティック超伝導、アンチペロブスカイト酸化物で初の超伝導や、線ノード半金属での超伝導などを発見した。さらに、時間反転対称性を破るトポロジカル超伝導体の研究を深化させた。
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| 自由記述の分野 |
低温物理学
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
物質のトポロジカル状態の理解が深まるとともに、トポロジカルとみなせる物質の範疇が急速に広がった。この5年間で、さまざまな超伝導体や絶縁体での研究はもちろん、新たに半金属や磁性体でのトロポジカル状態の研究が大きく進展した。その中から、電子の分数状態であるマヨラナ粒子を世界に先駆けて実証できた。このような分数化粒子の性質は、量子計算の基礎にもなると期待される。トポロジーの視点は、既知の現象に別の見方を付加するというだけのものではなく、新しい物質や新奇現象を生み出す強い原動力になることを明確に示した。本研究の成果は、トポロジカル物質科学の学術分野構築に大いに貢献した。
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