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本研究課題では、グラフェンなどの原子膜とよばれる新しいナノ材料について、理論モデリングによる電子状態解析と電磁場応答解析、及び第一原理計算による電子状態解析を行うことで、原子膜及び原子膜超構造における特異な新物性の解明と理論予測を行った。具体的な成果として、グラフェンドメインにおける磁気発現機構の解明、層状物質CaSi2におけるディラックコーンの安定性と運動量シフトの解明、円偏光電磁場照射によるカーボンナノチューブにおけるバレー偏極効果の発見、2次元Zak位相を使った新しいトポロジカル物質相の提案などを行った。
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