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2018 年度 実績報告書

トポロジカル磁気光学系と超伝導量子ビットの時間発展

研究課題

研究課題/領域番号 16F16027
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

NORI FRANCO  国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 主任研究員 (50415262)

研究分担者 LI ZHOU  国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2016-10-07 – 2019-03-31
キーワードNonlinear response / topological insulators / flat-band / optical conductivity / Kubo formula / master equation / disorder
研究実績の概要

We study the nonlinear response to an external driving electric field E characterized by a conductivity tensor which depends on the magnitude of E. The quasiparticles (helical Dirac fermions) observed in topological insulators possess an important feature: the Fermi contours are circular for small acquire a snowflake shape at large values of the chemical potential. If a gap opens (e.g., by doping with magnetic impurities) the inversion symmetry is broken. We develop a nonlinear response theory based on a generalized Kubo formula to explain the frequency up-conversion in topological insulators.
Flatbands, which may emerge as a consequence of symmetries or finetuning in certain tight-binding Hamiltonians, are characterized by a completely dispersionless single-particle energy spectrum. Remarkably, flat bands feature the existence of “compact localized states”, free of any dynamical evolution and with tailorable shape, the latter by judiciously superposing the entirely degenerate Bloch states. We start from the cross-stitch model that most simply describes a flat-band (FB) and a dispersive-band (DB). And consider the disorder effect by setting on-site energies with correlated random numbers. The disorder will induce decay from FB to DB together with dephasing in momentum space. This will limit the lifetime of the FB state.

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件)

  • [雑誌論文] Nonlinear response in a non-centrosymmetric topological insulator2019

    • 著者名/発表者名
      Zhou Li, Franco Nori
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 99 ページ: 155146-1-9

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.99.155146

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Lifetime of flatband states2018

    • 著者名/発表者名
      Clemens Gneiting, Zhou Li, Franco Nori
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 98 ページ: 134203-1-7

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.98.134203

    • 査読あり / 国際共著

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公開日: 2019-12-27  

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