ベリー位相で新規量子相転移をデザインする

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20540383
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 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: 独立行政法人物質・材料研究機構
• 研究代表者: 田中 秋広 独立行政法人物質・材料研究機構, 環境・エネルギー材料萌芽ラボ, 主幹研究員 (10354143)
• 研究分担者: 河野 昌仙 独立行政法人物質・材料研究機構, ナノアーキテクトニクス研究拠点, MANA研究者 (40370308)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: ベリー位相 / 量子相転移 / 量子位相干渉 / 量子スピン系 / トポロジカル絶縁体

研究概要

多体系の低エネルギーの振る舞いを記述する有効作用に「ベリー位相項」が存在すると、統計力学的な平均操作を行う際には配位間の量子位相干渉効果が生じて、新奇な挙動、特に新しい量子臨界現象に導く可能性がある。このシナリオが実現するケースとして、磁場中の反強磁性体の磁化プラトー間転移、トポロジカル絶縁体の量子相転移などについて詳しく調べた。

研究成果

• [雑誌論文] Duality among competing orders in antiferromagnets and topological insulators : nonlinear sigma model approach (2011)
  • 著者名/発表者名: A.Tanaka
  • 雑誌名: accepted for publication in J.Phys.: Conference Proceeding
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photoinduced transition between topological and conventional insulators in two-dimensional electronic systems (2010)
  • 著者名/発表者名: J.Inoue, A.Tanaka
  • 雑誌名: Phys.Rev.Lett. 105 ページ: 017401-1-017401-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Geometric phases and the magnetization process in quantum antiferromagnet (2009)
  • 著者名/発表者名: A.Tanaka, K.Totsuka, X.Hu
  • 雑誌名: Phys.Rev.B 79 ページ: 064412-1-064412-16
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynamically dominant excitations of string solutions inthe spin-1/2 AF Heisenberg chain in a magnetic field (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Kohno
  • 雑誌名: Phys.Rev.Lett. 102 ページ: 037203-1037203-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] 量子多体系-Emergentな物質世界散策のための文献案内 (2008)
  • 著者名/発表者名: 田中秋広
  • 雑誌名: 日本物理学会誌 63 ページ: 882-883
  • 査読あり
• [学会発表] Polyakovスピン因子の量子スピン系・トポロジカル絶縁体への応用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 田中秋広
  • 学会等名: 日本物理学会第66回年次大会
  • 発表場所: 新潟大学五十嵐キャンパス(新潟市)
  • 年月日: 2011-03-27
• [学会発表] An approach to studying the duality among competing orders in antiferromagnets and topological insulators (2011)
  • 著者名/発表者名: A.Tanaka
  • 学会等名: International Conference on Frustration in Magnets (ICFM2011)
  • 発表場所: 仙台国際センター(宮城県)
  • 年月日: 2011-01-12
• [学会発表] トポロジカル場の理論が予測するトポロジカル量子現象 (2010)
  • 著者名/発表者名: 田中秋広
  • 学会等名: 新学術領域「トポロジカル量子」第一回領域研究会
  • 発表場所: 京都大学100周年時計台記念館(京都府)
  • 年月日: 2010-12-19
• [学会発表] 捩率を含むトポロジカル場の理論とトポロジカル絶縁体 (2010)
  • 著者名/発表者名: 田中秋広
  • 学会等名: 日本物理学会2010年秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大学中百舌鳥キャンパス(大阪府)
  • 年月日: 2010-09-23
• [学会発表] フラストレート磁性体のトポロジカル応答と重力量子異常 (2010)
  • 著者名/発表者名: 田中秋広
  • 学会等名: 日本物理学会第65回年次大会
  • 発表場所: 岡山大学津島キャンパス(岡山県)
  • 年月日: 2010-03-21
• [学会発表] Gauge and gravitational anomalies in graphene-related system (2010)
  • 著者名/発表者名: A.Tanaka
  • 学会等名: IPMU Focus Week : Condensed Matter meets High Energy Physics
  • 発表場所: 数物連携宇宙研究機構(千葉県)
  • 年月日: 2010-02-12
• [学会発表] フラストレート磁性体のトポロジカル応答と重力量子異常 (2010)
  • 著者名/発表者名: 田中秋広
  • 学会等名: 特定領域研究「フラストレーションが創る新しい物性」平成21年度成果報告会
  • 発表場所: 京大基礎物理学研究所(京都府)
  • 年月日: 2010-01-07
• [学会発表] Manifestation of gauge/gravitational anomalies in graphene-derived insulators (2009)
  • 著者名/発表者名: A.Tanaka
  • 学会等名: RIKEN Workshop on Emergent Phenomena of Correlated Materials
  • 発表場所: 理化学研究所(埼玉県)
  • 年月日: 2009-12-02
• [学会発表] グラフェン様絶縁体におけるトポロジカルな電荷・スピン・熱応答 (2009)
  • 著者名/発表者名: 田中秋広
  • 学会等名: 茨城大学物理学科コロキウム
  • 発表場所: 茨城大学理学部(茨城県)
  • 年月日: 2009-11-20
• [学会発表] グラフェン様絶縁体におけるトポロジカルな電荷・スピン・熱応答 (2009)
  • 著者名/発表者名: 田中秋広
  • 学会等名: 物性研短期研究会-ディラック電子系の物性
  • 発表場所: 東大物性研究所(千葉県)
  • 年月日: 2009-10-22
• [学会発表] グラフェン様絶縁体における重力アノマリー (2009)
  • 著者名/発表者名: 田中秋広
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季大会
  • 発表場所: 熊本大学黒髪キャンパス(熊本県)
  • 年月日: 2009-09-25
• [学会発表] 曲ったグラフェン関連物質における交差パリティー異常 (2009)
  • 著者名/発表者名: 田中秋広
  • 学会等名: 日本物理学会第64回年次大会
  • 発表場所: 立教大学池袋キャンパス(東京都)
  • 年月日: 2009-03-27
• [学会発表] Chiral structure and mixed parity anomaly in graphene-related systems (2009)
  • 著者名/発表者名: A.Tanaka
  • 学会等名: 2009 March Meeting of the American Physical Society
  • 発表場所: Lawrence Convention Center, Pittsburgh, U.S.A
  • 年月日: 2009-03-20
• [学会発表] 強磁場下スピン系におけるZ_2ゲージ理論とfractionalization (2008)
  • 著者名/発表者名: 戸塚圭介, 他
  • 学会等名: 日本物理学会2008年秋季大会
  • 発表場所: 岩手大学(岩手県)
  • 年月日: 2008-09-20
• [学会発表] グラフェンにおけるCallan-Harvey効果 (2008)
  • 著者名/発表者名: 田中秋広
  • 学会等名: 日本物理学会2008年秋季大会
  • 発表場所: 岩手大学(岩手県)
  • 年月日: 2008-09-20
• [学会発表] Magnetization of quantum antiferromagnets-role of geometric phases (2008)
  • 著者名/発表者名: A.Tanaka
  • 学会等名: Ninth Taiwan international symposium on Statistical Physics
  • 発表場所: Academia Sinica, Taipei(台湾)
  • 年月日: 2008-07-08
• [学会発表] Vortex Berry phase theory of antiferromagnets in a magnetic field (2008)
  • 著者名/発表者名: A.Tanaka, 他
  • 学会等名: Topological aspects of solid state Physics
  • 発表場所: 京都大学基礎物理学研究所、京都市
  • 年月日: 2008-06-23
• [図書] 縮系物理における場の理論(下)(275ページ) (2010)
  • 著者名/発表者名: 新井正男, ほか共訳
  • 総ページ数: 1-274
  • 出版者: 吉岡書店
• [図書] 縮系物理における場の理論(下)(289ページ) (2010)
  • 著者名/発表者名: 新井正男, ほか共訳
  • 総ページ数: 1-289
  • 出版者: 吉岡書店
• [図書] 縮系物理における場の理論(下)(260ページ) (2010)
  • 著者名/発表者名: 新井正男, ほか共訳
  • 総ページ数: 1-260
  • 出版者: 吉岡書店