2018 年度研究成果報告書

電荷秩序およびスピン転移を示す強相関物質における光誘起量子ダイナミクスの理論

研究課題

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研究課題/領域番号	26400377
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
研究分野	物性Ⅱ
研究機関	国立研究開発法人理化学研究所
研究代表者	妹尾仁嗣国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 専任研究員 (30415054)
研究協力者	石原純夫
研究期間 (年度)	2014-04-01 – 2019-03-31
キーワード	光誘起相転移 / 電荷秩序 / 量子ダイナミクス
研究成果の概要	強相関電子系の示す秩序構造にともなう金属絶縁体転移など、基本的な対称性の破れによる相転移をみせる分子性物質群を対象として、短パルスレーザー光の照射による光誘起量子ダイナミクス現象の基礎的な理論をボトムアップ的に構築した。初期ダイナミクスにおける光と相互作用する電子系の結合を考慮したシミュレーションによって、実験においてより長いタイムスケールでしばしば観測され議論されるドメインの生成や広がりなどの非一様な状態変化がどのようなメカニズムによって生じているのかを、簡単化したモデルを使って明らかにした。
自由記述の分野	物性理論
研究成果の学術的意義や社会的意義	本研究の学術的特色は、ボトムアップ型に理論的知見を積み上げることで実際に観測されている現象に迫る点である。それぞれの物質系での現象を俯瞰的に見直し、今後の物質設計へのフィードバックも含めた強相関系の光誘起ダイナミクスにおけるguiding principleの構築が挙げられる。これらは、応用研究にも繋がり得る光スイッチング現象の基礎原理解明に貢献することはもちろん、より広い凝縮分子系一般への展開も期待される。すなわち、光合成中心やヘムタンパク質に代表される金属錯体系生体関連物質への展開も考えられ、境界分野へのインパクトを与え将来的に新分野開拓の可能性も十分ある。