多自由度系における新奇トポロジカル相の理論的探索

多自由度系统中新型拓扑相的理论探索

基本信息

批准号：
20K14415
负责人：
川上拓人
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

2020年度は主として、グラフェンの類縁物質であるグラファイン系の電子状態の研究を推進した。グラファインは、ベンゼン環とポリイン鎖からなる炭素の2次元物質である。そしてポリイン鎖の長さがNであるものをグラファインNと呼ぶ。近年、グラファイン系としては初めて合成されたグラファイン2がABC積層と呼ばれる3次元積層構造を取っていることが実験的に示された。さらにこのABC積層グラファイン2はトポロジカルノード線半金属であることが示され、そのノード線はトポロジカル不変量であるモノポールチャージによって特徴づけられることが理論的に指摘された。このモノポールチャージが実現するためには、偶パリティを持つバンド2つと奇パリティを持つバンド2つによるバンド反転が必要であり、合計4成分の電子軌道が関与する多成分性が重要な役割を果たしているといえる。このようなグラファイン2の性質を背景として、本研究では一般のグラファインNの電子状態とそのトポロジカル特性を系統的に探索した。その結果、単層及びABC積層グラファインNの電子状態はNの偶奇によって大別されることを明らかにした。特にABC積層系ではNが奇数の場合、ベリー位相で特徴づけられる従来のノード線半金属となるのに対し、Nが偶数の場合にはモノポールチャージをもつ新しいタイプのトポロジカルノード線半金属となることを明らかにした。さらに本年度はグラファイン系に加えて、グラフェンナノリボンとそのネットワーク系のトポロジカル特性や、リンの２次元物質の一種である単層黒リンの電子状態の研究も推進した。

在2020财年，我们主要促进对石墨烯（石墨烯相关材料）电子状态的研究。石墨蛋白是一种由苯环和多元链组成的二维碳材料。具有N长度为n的多扬链称为基地N。近年来，经过实验表明，首先合成为石墨蛋白系统的Grapinine 2具有三维层压结构，称为ABC层压板。此外，结果表明，该ABC堆叠的石墨蛋白2是半学拓扑节点线，理论上指出该节点线的特征是拓扑不变的单极电荷。为了实现这种单极电荷，有必要在两个具有平均数的频段和两个具有奇数奇偶校验的频段之间的频段反转，可以说，涉及总共四个组件的多组分起着重要作用。本研究以Grapin 2作为背景的特性，系统地探索了一般石墨蛋白N及其拓扑特性的电子状态。结果，据揭示了单层和ABC层压的石墨蛋白N的电子状态可以通过N的均匀性进行大致分类。特别是在ABC层压系统中，当N是一个奇数时，它是一个常规节点线的半仪线，而n是berry阶段的传统节点线，而当n是n时，n是n是n ew n offer n offer n offer n offer n offer n offer n offer n offer n offer in It togel of topologicy node node node node node node node node node node node node node node node node node node node。此外，除了石墨系统外，今年，我们还促进了对石墨烯纳米纤维及其网络系统的拓扑特性的研究，以及单层黑磷（一种二维磷）的电子状态。