スピン軌道結合によるトポロジカル構造と輸送現象

2019 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 15K17726
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 原子・分子・量子エレクトロニクス
• 研究機関: 名古屋大学 (2016-2019); 東京大学 (2015)
• 研究代表者: 川口 由紀 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (00456261)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: 冷却原子気体 / トポロジカル構造 / スピン軌道相互作用 / トポロジカル超伝導 / 磁気スキルミオン

研究成果の概要

スピン軌道相互作用によりもたらされるトポロジカル量子現象について研究を行った。冷却原子気体のボース・アインシュタイン凝縮体に対しては、磁気的双極子相互作用や光により作られるスピン軌道結合に由来して起こる、スピンホール効果、非可換ゲージ場の下での凝縮体のダイナミクス、非エルミート系でのトポロジカル数を明らかにした。固体電子系に対しては、相対論的効果を起源とするスピン軌道相互作用により生じる磁気スキルミオン構造や輸送現象を明らかにした。

自由記述の分野

物性理論

研究成果の学術的意義や社会的意義

冷却原子気体系および固体電子系においてスピン軌道相互作用によりもたらされる新奇現象を明らかにした。特に、磁気的双極子相互作用がスピン軌道結合として働いてスピンホール効果を起こすこと、および、非エルミート系において、例外点が存在する場合においてもトポロジカル数が定義できることを示したのは我々の研究が初めてである。