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2021 年度 実施状況報告書

強相関電子系における非平衡定常状態のための理論手法開発と秩序相の光誘起の研究

研究課題

研究課題/領域番号 20K14412
研究機関東京工業大学

研究代表者

村上 雄太  東京工業大学, 理学院, 助教 (70845289)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
キーワード非平衡物性 / 光誘起相転移
研究実績の概要

本研究は、外場による励起後に出現する非平衡定常状態を記述する手法の開発とそれを用いた非平衡物性の開拓である。
本年度は、昨年度から続けている拡張Gibbs分布を用いた、強相関電子系における光誘起非平衡定常状態の記述法の構築とそれを用いた一次元拡張Hubbard模型の解析の研究を進めた。
詳細な物性を明らかにし、一次元特有の擬スピン空間での構造やηペアリンク状態の物性を明らかにした。
また、この研究に加え多軌道ハバード模型の非平衡DMFT計算を行い、平衡状態では現れない特異な非平衡状態の誘起に関する研究を行った。この際、前述の非平衡定常状態の描像を用いることで非平衡状態の起源に関する物理的な描像を得ることに成功した。特に、長寿命の非平衡分布によって平衡状態とは異なるメカニズムで秩序が安定化することを明らかにした。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

強相関電子系における非平衡定常状態を記述する方法が完成し、さらにはそのような考え方は実際の実時間発展で生じる物理を理解する上で有効であることも本年度の研究で確認できた。

今後の研究の推進方策

今後は他の強相関系に開発した手法を適用し、様々な非平衡状態を議論していきたい。
特に、量子計算で重要となってくるトポロジカル超伝導などのトポロジカル物質の光創生について
重点的に検討していきたい。
また、レート方程式と組み合わせることで、準平衡の物理の記述への拡張も視野に入れている。

次年度使用額が生じた理由

コロナの影響で、予定していた海外の共同研究者訪問や研究会参加の予定が全てキャンセルされたため。本年度は、海外出張や会議参加を活発に来なうとともに、計算機などの研究環境整備に投資する予定である。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件) 学会発表 (2件)

  • [国際共同研究] Columbia大学(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Columbia大学
  • [国際共同研究] Fribourg 大学(スイス)

    • 国名
      スイス
    • 外国機関名
      Fribourg 大学
  • [雑誌論文] Thermally enhanced Majorana-mediated spin transport in the Kitaev model2022

    • 著者名/発表者名
      Taguchi Hirokazu、Murakami Yuta、Koga Akihisa
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 105 ページ: 125137

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.105.125137

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photoinduced dynamics of a quasicrystalline excitonic insulator2022

    • 著者名/発表者名
      Inayoshi Ken、Murakami Yuta、Koga Akihisa
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 105 ページ: 104307

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.105.104307

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Exploring nonequilibrium phases of photo-doped Mott insulators with generalized Gibbs ensembles2022

    • 著者名/発表者名
      Murakami Yuta、Takayoshi Shintaro、Kaneko Tatsuya、Sun Zhiyuan、Gole? Denis、Millis Andrew J.、Werner Philipp
    • 雑誌名

      Communications Physics

      巻: 5 ページ: 23

    • DOI

      10.1038/s42005-021-00799-7

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Light-induced hidden odd-frequency order in a model for <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">C</mml:mi><mml:mn>60</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math>2021

    • 著者名/発表者名
      Werner Philipp、Murakami Yuta
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 104 ページ: L201101

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.104.L201101

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Role of Majorana fermions in spin transport of anisotropic Kitaev model2021

    • 著者名/発表者名
      Taguchi Hirokazu、Murakami Yuta、Koga Akihisa、Nasu Joji
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 104 ページ: 125139

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.104.125139

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bulk Photovoltaic Effect Driven by Collective Excitations in a Correlated Insulator2021

    • 著者名/発表者名
      Kaneko Tatsuya、Sun Zhiyuan、Murakami Yuta、Gole? Denis、Millis Andrew J.
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 127 ページ: 127402

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.127.127402

  • [学会発表] A3C60系における光誘起奇周波軌道秩序相2022

    • 著者名/発表者名
      村上雄太
    • 学会等名
      日本物理学会
  • [学会発表] Mott絶縁体における緩和ボトルネックが誘起する非平衡秩序相2021

    • 著者名/発表者名
      村上雄太
    • 学会等名
      日本物理学会

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公開日: 2022-12-28  

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