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2020 年度 実績報告書

磁気応答、輸送現象に対する多バンド間効果

研究課題

研究課題/領域番号 18H01162
研究機関東京大学

研究代表者

小形 正男  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (60185501)

研究分担者 苅宿 俊風  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, 主任研究員 (60711281)
松浦 弘泰  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (40596607)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード多バンド効果 / 軌道磁性 / 輸送係数 / バンド間効果 / ノーダルライン
研究実績の概要

輸送係数についてのバンド間効果の寄与を明らかにした。具体的にはグリーン関数の方法を用いて磁場下の電気伝導度の一般公式を求め、不純物散乱の効果が弱い領域で評価した。縦伝導度(磁気抵抗)やホール係数の最低次は古典的なボルツマン方程式の結果を再現するが、より高次の寄与において、バンド間効果の効果が表れ、ベリー曲率や軌道磁気モーメントの形として現れることが分かった。さらに、この結果を用いて傾いたワイル半金属の伝導度を議論し、カイラル磁気効果との関連を議論した。
また、多バンドの1つの典型物質であるノーダルラインについて、軌道帯磁率につづきホール係数を調べた。その結果、ホール係数には軌道帯磁率と共に、ノーダルライン物質特有の特異的な化学ポテンシャル依存性が現れることを明らかにした。また、この特異的振る舞いは波数空間内でのノーダルラインの配置に対応して強い磁場角度依存性を示すことも明らかにした。この結果は、実験によるノーダルラインの有無の判定、およびその波数空間内での配置の決定を可能にすることを議論した。
パイエルス位相を考慮した光誘起ダイナミクスとして、フロケ理論を用いた光誘起トポロジカル相転移を調べた。とくに有機導体ににおける傾いたDirac coneに対して光を照射したときの振舞いをフロケ理論を用いて解析した。その結果、円偏光レーザーを照射したときはChern絶縁体への相転移が起こることを予言した。また直線偏光を照射した場合は、2つのDirac点が近づき、さらに強度の増大に伴い対消滅することを予言した。この対消滅現象は光照射によりトランスファー積分の繰り込みが起こることに起因する。

現在までの達成度 (段落)

令和2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

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Universal quantization of the magnetic susceptibility jump at a topological phase transition2021

    • 著者名/発表者名
      S. Ozaki, and M. Ogata
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Research

      巻: 3 ページ: 013058-1-8

    • DOI

      10.1103/PhysRevResearch.3.013058

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Anomalous conductivity of two-dimensional Dirac electrons in organic conductor under pressure2021

    • 著者名/発表者名
      Y. Suzumura and M. Ogata
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Japan

      巻: 90 ページ: 044709-1-9

    • DOI

      10.7566/JPSJ.90.044709

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Giant orbital diamagnetism of three-dimensional Dirac electrons in Sr3PbO antiperovskite2021

    • 著者名/発表者名
      S. Suetsugu, K. Kitagawa, T. Kariyado, A. W. Rost, J. Nuss, C. Muhle, M. Ogata, and H. Takagi
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 103 ページ: 115117-1-11

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.103.115117

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Electric transport of nodal line semimetals in single-component molecular conductors2020

    • 著者名/発表者名
      Y. Suzumura, R. Kato, and M. Ogata
    • 雑誌名

      Crystals

      巻: 10 ページ: 862-1-17

    • DOI

      10.3390/cryst10100862

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dzyaloshinskii-Moriya Interaction between Multipolar Moments in 5d1 Systems2020

    • 著者名/発表者名
      M. Hosoi, T. Mizoguchi, T. Hinokihara, H. Matsuura, and M. Ogata
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Japan

      巻: 89 ページ: 074702-1-8

    • DOI

      10.7566/JPSJ.89.074702

    • 査読あり
  • [学会発表] 弱磁場磁気抵抗:一般論とディラック系への応用2020

    • 著者名/発表者名
      小形正男、V. Konye
    • 学会等名
      日本物理学会
  • [学会発表] 常圧二次元ディラク電子系α-(BETS)2I3 の軌道磁性2020

    • 著者名/発表者名
      藤山茂樹, 前橋英明, 崔亨波, 圓谷貴夫, 小形正男, 加藤礼三
    • 学会等名
      日本物理学会
  • [学会発表] Microscopic theory of magnetoconductivity at low magnetic fields in terms of Berry curvature and orbital magnetic moment2020

    • 著者名/発表者名
      V. Konye and M. Ogata
    • 学会等名
      日本物理学会
  • [学会発表] 擬一次元系における軌道磁性2020

    • 著者名/発表者名
      尾崎壮駿、小形正男
    • 学会等名
      日本物理学会
  • [学会発表] ベリー曲率と軌道磁気モーメントに関連した低磁場極限での磁気抵抗2020

    • 著者名/発表者名
      V. Konye、小形正男
    • 学会等名
      日本物理学会
  • [学会発表] 二次元ディラック電子系の電磁双対性:大きな軌道反磁性と量子化されたコンダクタンスを結ぶ関係2020

    • 著者名/発表者名
      前橋英明、藤山茂樹、小形正男
    • 学会等名
      日本物理学会
  • [学会発表] ノーダルライン半金属におけるホール伝導度と磁場角度依存性2020

    • 著者名/発表者名
      立石幾真, Viktor Konye, 松浦弘泰, 小形正男
    • 学会等名
      日本物理学会
  • [学会発表] 有機導体における創発的反平行磁束量子ペアの光誘起対消滅の理論予言2020

    • 著者名/発表者名
      北山圭亮、田中康寛、小形正男、望月維人
    • 学会等名
      日本物理学会
  • [学会発表] 常圧二次元ディラック電子系α-(BETS)_2I_3の軌道磁性:理論の立場から2020

    • 著者名/発表者名
      前橋英明
    • 学会等名
      科研費合同研究会「分子性導体でみられる異常軌道磁化率の研究会」
    • 招待講演
  • [学会発表] Predicted pair annihilation of emergent antiparallel magnetic fuxes in an organic conductor2020

    • 著者名/発表者名
      K. Kitayama, Y. Tanaka, M. Ogata, and M. Mochizuki
    • 学会等名
      APS March Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] ワニエ関数を用いた軌道磁化率のゲージ不変な定式化2020

    • 著者名/発表者名
      苅宿俊風
    • 学会等名
      日本物理学会年次大会

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公開日: 2021-12-27  

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