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2019 年度 実績報告書

ラインノード半金属およびその超伝導物質の理論的探索

公募研究

研究領域トポロジーが紡ぐ物質科学のフロンティア
研究課題/領域番号 18H04224
研究機関名古屋大学

研究代表者

山影 相  名古屋大学, 理学研究科, 助教 (90750290)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
キーワード線ノード / トポロジカル超伝導 / マヨラナ粒子
研究実績の概要

バンドギャップの零点(ノード)がブリルアン域中の線上でつながっている線ノードは新しいタイプのトポロジカル半金属として興味深い対象となっている.その基本的な性質はこれまでの研究でその大部分が明らかにされつつある.
本研究では,磁性体においてはこれまでに知られていないタイプの線ノードが現れうることを指摘した[Y. Ominato, A. Yamakage, and K. Nomura, J. Phys. Soc. Jpn. 88, 114701 (2019)].この線ノードの安定化には磁性体がもっている磁気鏡映対称性が重要な役割を果たしており,その対称性を破らない限りは容易面内で磁化を回転させても線ノードは存在し続ける.磁性体の磁化の向きはスピントロニクスなどの輸送現象に影響を与えるので,本研究の結果は線ノードに由来する現象の基礎研究として重要である.
また,線ノード半金属物質における超伝導状態,特に,トポロジカル超伝導状態におけるマヨラナ粒子を解析するための基礎理論について進展があった.マヨラナ粒子は電荷中性なので,観測が難しいというのがこの分野の根本的な困難の一つである.本研究はトポロジカル超伝導物質の対称性とマヨラナ粒子がもつ電磁多極子演算子の関係を一般的に明らかにした[S. Kobayashi, A. Yamakage, Y. Tanaka, and M. Sato, Phys. Rev. Lett. 123, 097002 (2019); Y. Yamazaki, S. Kobayashi, and A. Yamakage, J. Phys. Soc. Jpn. 89, 043703 (2020)].これは外部電磁場によるマヨラナ粒子の測定方法の基礎を与えるものであり,今後の実験研究への展開が期待される.

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (2件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Magnetic Response of Majorana Kramers Pairs Protected by \(\mathbb{Z}_{2}\) Invariants2020

    • 著者名/発表者名
      Yamazaki Yuki、Kobayashi Shingo、Yamakage Ai
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 89 ページ: 043703~043703

    • DOI

      https://doi.org/10.7566/JPSJ.89.043703

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phase Diagram of a Magnetic Topological Nodal Semimetal: Stable Nodal Line in an Easy-Plane Ferromagnet2019

    • 著者名/発表者名
      Ominato Yuya、Yamakage Ai、Nomura Kentaro
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 88 ページ: 114701~114701

    • DOI

      https://doi.org/10.7566/JPSJ.88.114701

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Majorana Multipole Response of Topological Superconductors2019

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Shingo、Yamakage Ai、Tanaka Yukio、Sato Masatoshi
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 123 ページ: 097002~097002

    • DOI

      https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.123.097002

    • 査読あり
  • [学会発表] トポロジカル物質の現状と展望2020

    • 著者名/発表者名
      山影相
    • 学会等名
      科研費特別推進研究「スピンオービトロニクス」令和元年度報告会
  • [学会発表] 線ノード半金属の基本的性質と理想的な候補物質CaAgX (X=P, As)2019

    • 著者名/発表者名
      山影相
    • 学会等名
      JPSJフレンドシップミーティング
    • 招待講演

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公開日: 2021-01-27  

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