| 研究課題/領域番号 |
15K05176
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| 研究機関 | 明治大学 |
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研究代表者 |
楠瀬 博明 明治大学, 理工学部, 専任教授 (00292201)
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| 研究分担者 |
求 幸年 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (40323274)
速水 賢 北海道大学, 理学研究院, 助教 (20776546)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 多極子 / 奇パリティ / スピン軌道相互作用 / 時空反転 / トポロジー / 電気・電流磁気効果 / 偏光選択型光学応答 / 混成軌道 |
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は、スピン軌道相互作用の強いｆ・ｄ電子系において電子相関による自発的な空間・時間反転対称性の破れが創出する量子伝導と光学応答を理論的に開拓することである。この目的に対して次のような成果を得た。
(1) MoS2に代表されるような単層ハニカム構造をもつスピン軌道結合電子系を念頭に時空反転対称性の破れと光学選択則の関係を明らかにした。交替的な電荷・スピン秩序が生じたとき、時空反転対称の破れによりK点とK'点の電流演算子の行列要素に差異が生じ、これによりバレー選択型の光学応答が発生する。また、分子場の大きさに依存してトポロジカル転移が生じるが、そこで光学選択則が変化することを明らかにした。
(2) Co4Nb2O9で観測された面内磁場で制御可能な磁気電気効果の微視的発現機構をバンド計算から構築した模型によって解明した。また、得られた模型から特異な磁気電気の発現に必要な最小条件を導いた。その条件は、単層のハニカム構造、スピン軌道相互作用が面内成分のみを持つ、スピン軌道相互作用が反強磁性分子場に比べて十分小さいこと、である。
(3) 多サイトで定義されるクラスター多極子の他に、１サイトの多軌道で定義される混成多極子を提唱し、その量子力学的表現を導出した。これにより、時空反転対称性の変換をともなう一般的な交差相関現象を微視的多極子の立場から明らかにした。また、これらの多極子は電子自由度を表現するための完全系をなすことを明らかにした。
(4) 我々が提唱した三角形量子ドット系の近藤効果によって駆動される電気磁気効果に関して、反対称スピン軌道相互作用の影響を明らかにした。
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