| 研究課題/領域番号 |
17K17604
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
仲井 良太 東北大学, 金属材料研究所, 特任助教 (30638987)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | ワイル超伝導 / 熱ホール効果 / 超格子 / ワイル半金属 |
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| 研究実績の概要 |
ワイル半金属とは、トポロジーによって電子状態が特徴付けられる物質（トポロジカル物質）の一つであり、近年実験的および理論的研究の進展が著しい物質群となっている。一方でワイル半金属の内部に超伝導秩序が形成された物質はワイル超伝導体と呼ばれ、ワイル半金属とは（類似性があるものの）異なった特有の物性を示すことが期待されている。このワイル超伝導体をワイル半金属を用いて実現するために、ワイル半金属と従来型超伝導体が超格子構造によって接合した理論模型を提案し、この模型が示す物性を明らかにした。
この模型に顕著な性質は超格子構造における各層の厚さ、ワイル半金属層における交換相互作用の強さ、超伝導体層における電子密度、およびワイル半金属層と超伝導体層の間の絶縁体層の厚さを調節することにより、ワイル超伝導体相と任意のチャーン数をもつトポロジカル超伝導体相（時間反転対称性を破る2次元トポロジカル超伝導体を3次元的に積み重ねたものと同等の相）をコントロールして実現できる点にある。この点はこれまでに知られていた、トポロジカル絶縁体を用いた超格子模型によるワイル超伝導体では実現できなかった特徴である。
ワイル半金属からワイル超伝導体を構成すると、超伝導秩序によってワイル粒子が２つのマヨラナ粒子に分裂し、物質のパラメータの変化に応じて運動量空間中を移動する。本研究の模型においてこの移動に伴う熱ホール伝導度の変化を計算することにより、トポロジカル超伝導体において量子化した熱ホール伝導度と、ワイル超伝導体における連続的な熱ホール伝導度の関係を明らかにした。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
ワイル超伝導体における熱ホール効果という点では研究に進展があったものの、今年度から本研究課題とは別の研究課題のエフォートが大きくなったことから、それに合わせて当初の計画に比べて研究の方向性を応用寄りに変更したため。
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| 今後の研究の推進方策 |
来年度も本研究課題とは別の研究課題に対する研究エフォートが大きいため、残りのエフォートの範囲内で、研究計画の修正があることを想定に入れて本研究課題の計画を進める。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
今年度より本研究課題とは異なる別の研究にも従事しており、本研究課題のエフォートが相対的に低くなったため次年度使用額が生じた。次年度の研究費は本研究課題を遂行するための計算機およびソフトウェアの購入に使用する計画である。
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