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2020 年度 研究成果報告書

対称性と相関によって生じる多様な量子秩序相の研究

研究課題

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研究課題/領域番号 17H02922
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 物性Ⅱ
研究機関京都大学

研究代表者

佐藤 昌利  京都大学, 基礎物理学研究所, 教授 (30313117)

研究分担者 小林 伸吾  国立研究開発法人理化学研究所, 創発物性科学研究センター, 研究員 (40779675)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワードトポロジカル相 / マヨラナ励起
研究成果の概要

結晶対称性によって守られたトポロジカル結晶絶縁体およびトポロジカル結晶超伝導体の完全な分類を与えるために、数学の理論であるK理論を物質に応用する一般的な枠組みを構築した。また、トポロジカル超伝導体の研究を行い、高次スピンをもつ電子による新しいトポロジカル超伝導体やマヨラナ励起の特異な磁気応答を明らかにした。さらに、エルミート性を失うことで初めて可能となる対称性と、複素エネルギーによって初めて可能となるエネルギーギャップ構造に基づき、非エルミート・トポロジカル相の包括的な分類理論を提案した。

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

本研究は、トポロジカル結晶絶縁体・超伝導体と呼ばれる物質群を系統的に理論的に取り扱う枠組みを与えることに成功しており、これは将来の量子デバイス応用への基礎となる。また、トポロジカル超伝導体やマヨラナ励起に関する研究は、トポロジカル量子計算の量子ビットとしての応用が期待される。さらに、非エルミート・トポロジカル相の研究は、現実に存在する散逸により量子秩序相を制御できる可能性を示唆しており、実際にそれを応用したデバイスも提案され始めている。

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公開日: 2022-01-27  

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