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2012 年度 実績報告書

重い電子系におけるスピン軌道相互作用と電子相関効果の絡み合いによる新奇物性の研究

公募研究

研究領域重い電子系の形成と秩序化
研究課題/領域番号 23102714
研究機関京都大学

研究代表者

藤本 聡  京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (10263063)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2013-03-31
キーワード超伝導 / 磁性 / トポロジカル絶縁体
研究実績の概要

当該年度は以下の研究を行った。(1) 強い電子間相互作用と強いスピン軌道相互作用を有する重い電子系におけるトポロジカル相の実現の可能性について理論的に研究を行った。その結果、重い電子系の典型的なモデルである近藤格子模型において、近藤効果と、強いスピン軌道相互作用の絡み合いが、量子スピンホール状態と呼ばれる、トポロジカルに非自明な量子状態を実現することが分かった。また、このような強相関電子系でしばしば見られる磁気秩序と、トポロジカル秩序の共存についても研究を行い、ある種の重い電子系反強磁性体においてトポロジカル秩序が実現している可能性を示した。
(2) 3次元トポロジカル超伝導体やカイラル対称性を持つトポロジカル絶縁体におけるトポロジカルな起源の電磁気応答、熱応答現象について研究を行った。その結果、これらの系のトポロジカルな性質を特徴づけるトポロジカル不変量がある種の接合系における電磁気応答・熱応答に現れることが明らかになった。
(3) 超伝導秩序パラメータが自発的に時間反転対称性を破っているカイラル超伝導状態において実現するゼロ磁場熱ホール効果について研究を行った。その結果を重い電子系物質でカイラル超伝導の実現が示唆されているURu2Si2に応用し、実験で観測が可能であることを示唆する結果を得た。

現在までの達成度 (段落)

24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

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Topological antiferromagnetic phase in a correlated Bernevig-Hughes-Zhang model2013

    • 著者名/発表者名
      Tsuneya Yoshida, Robert Peters, Satoshi Fujimoto, and Norio Kawakami
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 87 ページ: 085134-1--5

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.87.085134

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electromagnetic and Thermal Responses of Z Topological Insulators and Superconductors in Odd Spatial Dimensions2013

    • 著者名/発表者名
      Ken Shiozaki and Satoshi Fujimoto
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 110 ページ: 076804-1--5

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.110.076804

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantum Thermal Hall Effect in a Time-Reversal-Symmetry-Broken Topological Superconductor in Two Dimensions : Approach From Bulk Calculations2013

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Sumiyoshi and Satoshi Fujimoto
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 82 ページ: 023602-1--5

    • DOI

      10.7566/JPSJ.82.023602

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bulk-Edge Correspondence for Chern Topological Phases: A Viewpoint from a Generalized Index Theorem2012

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Fukui, Ken Shiozaki, Takanori Fujiwara, and Satoshi Fujimoto
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 81 ページ: 114602-1--7

    • DOI

      10.1143/JPSJ.81.114602

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Index theorem for topological heterostructure systems2012

    • 著者名/発表者名
      Ken Shiozaki, Takahiro Fukui, and Satoshi Fujimoto
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 86 ページ: 125405-1--7

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.86.125405

    • 査読あり
  • [学会発表] Electromagnetic and thermla responses of Z topological insulators and superconductors in three dimensions2013

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Fujimoto
    • 学会等名
      Shanghai Center for Complex Physics International Workshop
    • 発表場所
      上海交通大学、中国
    • 年月日
      2013-01-11 – 2013-01-11
    • 招待講演
  • [学会発表] ポロジカル超伝導体2012

    • 著者名/発表者名
      藤本聡
    • 学会等名
      日本物理学会2012年秋季大会
    • 発表場所
      横浜国立大学常盤台キャンパス
    • 年月日
      2012-09-18 – 2012-09-18
    • 招待講演
  • [学会発表] Topics on topological insulators: Correlation effects and electromagnetism of chiral-symmetric classes in odd dimensions2012

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Fujimoto
    • 学会等名
      12th Japanese-German Symposium "Emergent Phenomena in Novel Quantum Phases of Condensed Matter"
    • 発表場所
      伊豆、静岡
    • 年月日
      2012-07-15 – 2012-07-15
    • 招待講演
  • [学会発表] Topological Phases in Noncentrosymmetric Materials" and "Tutorial Lectures on Noncentrosymmetric Superconductors2012

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Fujimoto
    • 学会等名
      2012 Hangzhou Workshop on Quantum Matter
    • 発表場所
      浙江大学、中国
    • 年月日
      2012-04-04 – 2012-04-04
    • 招待講演

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公開日: 2018-02-02  

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