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2010 年度 研究成果報告書

対称性の破れを伴わない量子液体相:幾何学的位相による理論とその応用

研究課題

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研究課題/領域番号 20340098
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 数理物理・物性基礎
研究機関筑波大学

研究代表者

初貝 安弘  筑波大学, 大学院・数理物質科学研究科, 教授 (80218495)

研究分担者 青木 秀夫  東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (50114351)
福井 隆裕  茨城大学, 理学部, 教授 (10322009)
連携研究者 丸山 勲  大阪大学, 基礎工学部, 助教 (20422339)
岡 隆史  東京大学, 大学院・理学系研究科, 助教 (50421847)
有川 晃弘  東北大学, 学際科学国際高等研究センター, 研究員 (60402814)
研究期間 (年度) 2008 – 2010
キーワード量子液体 / スピン液体 / ベリー位相 / トポロジカル秩序 / Z_2ベリー位相 / 対称性の破れ / ダイマー / エネルギーギャップ
研究概要

「量子液体相」は、古典的物理量で表現できる特徴的な秩序変数をもたないことを最大の特徴とする量子相である。この観点に立つと、通常きわめて有効な「秩序変数」を用いた「対称性の破れ」の概念に基づく相の理論は量子液体相においては無力となる。そこで、我々は量子論固有の幾何学的位相を用いる相分類の理論的枠組みを構築し、ベリー位相並びにチャーン数を用いて具体的な量子液体相の分類、特徴づけを行った。

  • 研究成果

    (52件)

すべて 2011 2010 2009 2008 その他

すべて 雑誌論文 (37件) 学会発表 (10件) 図書 (2件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Topological aspect of grapheme physics2011

    • 著者名/発表者名
      初貝安弘
    • 雑誌名

      J. Phys. Conf. Ser. 出版決定

  • [雑誌論文] トピックス グラフェンの魅力:新素材の可能性を越えて2011

    • 著者名/発表者名
      初貝安弘
    • 雑誌名

      日本分光学会学会誌分光研究 60

      ページ: 22-23

  • [雑誌論文] Anomalous criticality in the quantum Hall transition at n=0 Landau level of graphene : The role of disorder preserving chiral symmetry2011

    • 著者名/発表者名
      T.Kawarabayashi, T.Morimoto, Y.Hatsugai, H.Aoki
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B 82

      ページ: 195426

  • [雑誌論文] Half-integer contributions to the quantum Hall conductivity from single Dirac cones2011

    • 著者名/発表者名
      H.Watanabe, Y. Hatsugai, H.Aoki
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B 82

      ページ: 241403(RC)

  • [雑誌論文] グラフェンの物理2010

    • 著者名/発表者名
      初貝安弘、青木秀夫
    • 雑誌名

      固体物理 45

      ページ: 457-476

  • [雑誌論文] Scattering of Dirac Fermions with Doubling2010

    • 著者名/発表者名
      初貝安弘
    • 雑誌名

      JPSJ Online-News and Comments

  • [雑誌論文] Topological quantum phase transition in the BEC-BCS crossover2010

    • 著者名/発表者名
      M.Arikawa, I.Maruyama, Y.Hatsugai
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B 82

      ページ: 073105

  • [雑誌論文] Optical Hall Effect in the Integer Quantum Hall Regime2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Ikebe, T.Morimoto, R.Masutomi, T.Okamoto, H.Aoki, R.Shimano
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett 104

      ページ: 256802

  • [雑誌論文] Dynamical scaling analysis of the optical Hall conductivity in the quantum Hall regime2010

    • 著者名/発表者名
      T.Morimoto, Y.Avishai, H.Aoki
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B82

      ページ: 081404(RC)

  • [雑誌論文] ディラック電子2010

    • 著者名/発表者名
      青木秀夫
    • 雑誌名

      固体物理 45

      ページ: 753

  • [雑誌論文] グラフェンにおける光誘起ホール効果とカゴメ・フォトニック結晶における光の局在2010

    • 著者名/発表者名
      岡隆史、青木秀夫
    • 雑誌名

      光学 39

      ページ: 445

  • [雑誌論文] Majorana zero modes bound to a vortex line in a topological superconductor2010

    • 著者名/発表者名
      T.Fukui
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B81

      ページ: 214516

  • [雑誌論文] Z_2 index theorem for Majorana zero modes in a class D topological superconductor2010

    • 著者名/発表者名
      T.Fukui, T.Fujiwara
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B82

      ページ: 184536

  • [雑誌論文] Symmetry protected Z_2 quantization and quaternionic Berry connection with Kramers degeneracy2010

    • 著者名/発表者名
      初貝安弘
    • 雑誌名

      New J. Phys. Special Issue on topological Insulators 12

      ページ: 065004

  • [雑誌論文] Optical Hall conductivity in 2DEG and graphene QHE systems2010

    • 著者名/発表者名
      T.Morimoto, Y.Hatsugai, H.Aoki
    • 雑誌名

      Physica E42

      ページ: 751-754

  • [雑誌論文] Landau level broadening in graphene with long-range disorder---Robustness of the n=0 level2010

    • 著者名/発表者名
      T.Kawarabayashi, Y.Hatsugai, H.Aoki
    • 雑誌名

      Physica E42

      ページ: 759-762

  • [雑誌論文] Numerical study of quantum Hall effect in two-dimensional multi-band system : single- and multi-layer grapheme2010

    • 著者名/発表者名
      M.Arai, Y.Hatsugai
    • 雑誌名

      Physica E42

      ページ: 740-743

  • [雑誌論文] Topological stability of Majorana zero-modes in superconductor-topological insulator systems2010

    • 著者名/発表者名
      T.Fukui, T.Fujiwara
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. 79

      ページ: 033701

  • [雑誌論文] Quantum Hall plateau transition in graphene with correlated random hopping2009

    • 著者名/発表者名
      T.Kawarabayashi,, Y.Hatsugai, H.Aoki
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett. 103

      ページ: 156804

  • [雑誌論文] Optical Hall conductivity in ordinary and graphene QHE systems2009

    • 著者名/発表者名
      T.Morimoto, Y.Hatsugai, H.Aoki
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett. 103

      ページ: 116803

  • [雑誌論文] Bulk-edge correspondence in graphene with/without magnetic field : Chiral symmetry, Dirac fermions and Edge states2009

    • 著者名/発表者名
      初貝安弘
    • 雑誌名

      Solid State Communication 149

      ページ: 1061-1067

  • [雑誌論文] Topological Identification of Spin-1/2 Two-Leg Ladder with Four-Spin Ring Exchange2009

    • 著者名/発表者名
      I.Maruyama, T.Hirano, Y.Hatsugai
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B79

      ページ: 115107

  • [雑誌論文] Quantization of non-Abelian Berry phase for time reversal invariant systems2009

    • 著者名/発表者名
      T.Fukui, T.Fujiwara
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. 78

      ページ: 093001

  • [雑誌論文] Z2 index of Dirac operator with time reversal symmetry2009

    • 著者名/発表者名
      T.Fukui, T.Fujiwara
    • 雑誌名

      J. Phys. A42

      ページ: 362003

  • [雑誌論文] Quantized Berry phase of Kondo insulators2009

    • 著者名/発表者名
      I.Maruyama, Y.Hatsugai
    • 雑誌名

      Journal of Physics : Conference Series 150

      ページ: 042116

  • [雑誌論文] Cyclotron radiation and emission in graphene--a possibility of Landau-level laser2009

    • 著者名/発表者名
      T.Morimoto,Y.Hatsugai, H.Aoki
    • 雑誌名

      Journal of Physics : Conference Series 150

      ページ: 022059

  • [雑誌論文] Optical Hall conductivity in QHE systems2009

    • 著者名/発表者名
      T.Morimoto, Y.Hatsugai, H.Aoki
    • 雑誌名

      Journal of Physics : Conference Series 150

      ページ: 022060

  • [雑誌論文] Edge states for the n=0 Laudau level in grapheme2009

    • 著者名/発表者名
      M.Arikawa, Y.Hatsugai, H.Aoki
    • 雑誌名

      Journal of Physics : Conference Series 150

      ページ: 022003

  • [雑誌論文] Nonadiabatic effect on Laughlin's argument of the quantum Hall effect2009

    • 著者名/発表者名
      I.Maruyama, Y.Hatsugai
    • 雑誌名

      Journal of Physics : Conference Series 150

      ページ: 022055

  • [雑誌論文] Quantum Hall effects of graphene with multi orbitals : Topological numbers, Boltzmann conductance and Semi-classical quantization2009

    • 著者名/発表者名
      M.Arai, Y.Hatsugai
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B79

      ページ: 075429

  • [雑誌論文] Quantized Berry Phases of a Spin-1/2 Frustrated Two-Leg Ladder with Four-Spin Exchange2009

    • 著者名/発表者名
      I.Maruyama Y.Hatsugai
    • 雑誌名

      J. Phys. Conf. Ser. 145

      ページ: 012052

  • [雑誌論文] Topological meaning of Z2 numbers in time reversal invariant systems2008

    • 著者名/発表者名
      T.Fukui, T.Fujiwara, Y.Hatsugai
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan 77

      ページ: 123705

  • [雑誌論文] Edge states in graphene in magnetic fields : A speciality of the edge mode embedded in the n=0 Landau band2008

    • 著者名/発表者名
      M.Arikawa, Y.Hatsugai, H.Aoki
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B78

      ページ: 205401

  • [雑誌論文] Cyclotron radiation and emission in grapheme2008

    • 著者名/発表者名
      T.Morimoto, H.Aoki, Y.Hatsugai
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B78

      ページ: 073406

  • [雑誌論文] Degeneracy and consistency condition for Berry phases : Gap closing under a local gauge twist2008

    • 著者名/発表者名
      T.Hirano, H.Katsura, Y.Hatsugai
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B78

      ページ: 054431

  • [雑誌論文] Edge states in graphene quantum Hall system with bond vs potential disorder

    • 著者名/発表者名
      M.Arikawa, H.Aoki, Y. Hatsugai
    • 雑誌名

      J. Phys. Conf. Ser. 出版決定

  • [雑誌論文] Manipulation of the Dirac cones and the anomaly in the graphene related quantum Hall effect

    • 著者名/発表者名
      H.Watanabe, Y.Hatsugai, H.Aoki
    • 雑誌名

      J. Phys. Conf. Ser. 出版決定

  • [学会発表] Dirac Fermions with electron-electron interaction in Graphene2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Hatsugai
    • 学会等名
      ISIMS-2011, The Third International Symposium on Interdisciplinary Materials Science[招待講演]
    • 発表場所
      Epochal Tsukuba, JAPAN
    • 年月日
      2011-03-10
  • [学会発表] How can we manipulate graphene physics2011

    • 著者名/発表者名
      H.Aoki
    • 学会等名
      UK-Japan Graphene Workshop[招待講演]
    • 発表場所
      Lancaster, UK
    • 年月日
      2011-02-04
  • [学会発表] More than new material, Speaker in the session "Advances in Graphene-Based Science and Application"2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Hatsugai
    • 学会等名
      12th Japanese-American Frontiers of Science (JAFoS) Symposium(スピーカー、招待講演)[招待講演]
    • 発表場所
      Kazusa Arc, Chiba, Japan
    • 年月日
      2010-12-04
  • [学会発表] Topological aspects of graphene physics2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Hatsugai
    • 学会等名
      The 19th International Conference on the Application of High Magnetic Fields in Semiconductor Physics and Nanotechnology (HMF-19), Fukuoka International Congress Center[招待講演]
    • 発表場所
      Fukuoka JAPAN
    • 年月日
      2010-08-06
  • [学会発表] Dirac fermions, Chern numbers and bulk-edge correspondence in graphene with randomness2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Hatsugai
    • 学会等名
      Localization Phenomena in Novel Phases of Condensed Matter[招待講演]
    • 発表場所
      Abdus Salam ICTP, Trieste, Italy
    • 年月日
      2010-05-20
  • [学会発表] Berry connections and Dirac dispersion2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Hatsugai
    • 学会等名
      Quantum Gauge Theories and Ultracold Atoms[招待基調講演]
    • 発表場所
      Sant Benet, Spain
    • 年月日
      2009-09-02
  • [学会発表] Bulk-Edge correspondence and fractionalization2008

    • 著者名/発表者名
      Y.Hatsugai
    • 学会等名
      Workshop on Quantum Spin Hall Effect and Topological Insulators, Kavli Institute for Theoretical Physics[招待講演]
    • 発表場所
      Univ. of California Santa Barbara, U.S.A.
    • 年月日
      2008-12-10
  • [学会発表] Berry Phases with/without Time Reversal Invariance2008

    • 著者名/発表者名
      Y.Hatsugai
    • 学会等名
      Topological Aspects of Solid State Physics, Yukawa Institute for Theoretical Physics[招待講演]
    • 発表場所
      Kyoto University
    • 年月日
      2008-06-26
  • [学会発表] Berry Phases with/without Time Reversal Invariance2008

    • 著者名/発表者名
      Y.Hatsugai
    • 学会等名
      Quantum Phases and Excitations in Quantum Hall Systems, Max Planck institute for the Physics of Complex Systems[招待講演]
    • 発表場所
      Dresden, Germany
    • 年月日
      2008-06-19
  • [学会発表] Characteristic edge states of quantum Hall effects in graphene : Dirac fermions and quantum liquids2008

    • 著者名/発表者名
      Y.Hatsugai
    • 学会等名
      Quantum Phases and Excitations in Quantum Hall Systems, Max Planck institute for the Physics of Complex Systems[招待講演]
    • 発表場所
      Dresden, Germany
    • 年月日
      2008-06-19
  • [図書] トポロジーデザイニング(新しい幾何学から始める物質・材料設計)2009

    • 著者名/発表者名
      初貝安弘(共著)
    • 総ページ数
      83-94
    • 出版者
      NTS出版
  • [図書] グラフェンの機能と応用展望2009

    • 著者名/発表者名
      初貝安弘(共著)
    • 総ページ数
      33-45
    • 出版者
      シーエムシー出版
  • [備考] ホームページ等

    • URL

      http://rhodia.ph.tsukuba.ac.jp/~hatsugai/

  • [備考] Y.Hatsugai : JPSJ Online-News and Comments [September 10, 2010] "Scattering of Dirac fermions with Doubling"

    • URL

      http://jpsj.ipap.jp/news/jpsj-nc_74.html

  • [備考] APS Synopses, "The rule of disorder"

    • URL

      http://physics.aps.org/synopsis-for/10.1103/PhysRevLett.103.156804

URL: 

公開日: 2012-01-26   更新日: 2016-04-21  

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