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2019 Fiscal Year Annual Research Report

運動量空間におけるスピン構造の分類と、そのスピントロニクス応用に関する理論的研究

Research Project

Project/Area Number 18J01610
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

大熊 信之  京都大学, 基礎物理学研究所, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2018-04-25 – 2021-03-31
Keywordsトポロジカル物性 / 対称性 / 非エルミート
Outline of Annual Research Achievements

近年、量子物性系における散逸の効果をハミルトニアンの非エルミート性として取り入れる非エルミート量子力学が盛んに研究されている。非エルミートハミルトニアンの著しい性質の一つに、ハミルトニアンの固有エネルギーが境界条件に強く依存する、非エルミート表皮効果が上げられる。我々は、数学分野における作用素のスペクトル理論、特に指数定理及び相似変換を援用する事で、非エルミート系における表皮効果のトポロジカルな起源を明らかにした。具体的には、非エルミートハミルトニアンをエルミート系のトポロジカル絶縁体のゼロモードの関係に着目して証明を行った。この考えを発展し、既に知られているトポロジカル絶縁体のヴァリエーションに対応し、対称性に保護された表皮効果や高次元の表皮効果を提唱した。本研究は対称性とトポロジーという研究計画書の主要概念に着目し、一見無関係に思える非エルミート系における現象との関係を明らかにした点で重要な成果である。現代物性物理の主要な3概念に統一的な理解を与えた我々の研究は、既に国内外のグループにおける派生研究を誘起した点においても、意義深いと考えられる。

Research Progress Status

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

  • Research Products

    (4 results)

All 2020 2019

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Topological Origin of Non-Hermitian Skin Effects2020

    • Author(s)
      Okuma Nobuyuki、Kawabata Kohei、Shiozaki Ken、Sato Masatoshi
    • Journal Title

      Physical Review Letters

      Volume: 124 Pages: 086801:1-7

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.124.086801

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Topological Phase Transition Driven by Infinitesimal Instability: Majorana Fermions in Non-Hermitian Spintronics2019

    • Author(s)
      Okuma Nobuyuki、Sato Masatoshi
    • Journal Title

      Physical Review Letters

      Volume: 123 Pages: 097701:1-6

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.123.097701

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Physical interpretation of non-Hermitian topology2019

    • Author(s)
      Nobuyuki Okuma
    • Organizer
      Workshop Series on Non-Hermitian Quantum Mechanics
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 無限小摂動に誘起された 非エルミートトポロジカル相転移2019

    • Author(s)
      大熊信之
    • Organizer
      日本物理学会

URL: 

Published: 2021-01-27  

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