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Theoretical Functional Design of 2D Topological Materials and Photonics Applications

二维拓扑材料和光子学应用的理论功能设计

基本信息

批准号：
21H01019
负责人：
若林克法
金额：
$ 10.98万
依托单位：
Kwansei Gakuin University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01019/
关键词：
原子膜物質トポロジカル物質フォトニック結晶光学応答エネルギーハーベスティング遷移金属ダイカルコゲナイドシフト電流高次トポロジカル状態非線形光学応答 NbSe2 円偏光電子輸送現象グラフェンザック位相光応答 SSH模型ナノリボン

项目摘要

グラフェンや遷移金属カルコゲナイド系物質(TMDC)などの系の厚さが一原子層である原子膜物質では、エッジや表面などによって、特異な電子物性が発現する。さらに近年、物質科学をトポロジー（位相幾何学）という数学概念で捉え直すことで、結晶中のブロッホ電子が有する波動関数の位相情報によって、エッジ・ヒンジ・コーナーなどの物質境界に出現する特異な局在状態が規定されることがわかってきている。エッジやコーナーなどの境界での波動関数の局在は、ナノスケール材料における局在磁性や完全伝導チャンネルの起源となる一方、フォトニクス結晶の言葉に焼き直せば、光の局在（閉じ込め）や高効率光伝搬に対応する。これらトポロジカルに保護された状態は、新しい電子・光デバイス設計への源泉となるものである。本研究では、二次元原子膜の電子波動関数が有するトポロジーに着目し、物質の機能を設計する理論を整備する。さらに、原子膜物質で得られた知見を、より実装しやすい電磁場系に展開を図り、フォトニック結晶の設計へと繋げる。原子膜物理とフォトニクスを分野横断する研究を推進し、新しい光・電子デバイスのベースとなる基礎物性の理論的解明へと貢献する。本研究課題によって、二次元原子膜物理からフォトニック系にわたる、新たなトポロジカル状態の発見や制御の指針を提示する。さらに、「トポロジカル機能設計」の基礎学理の構築に貢献する。

The thickness of the system is formed into an atomic layer, and the surface of the atomic film material is formed into a layer, and specific electronic properties are developed. In recent years, the material science has been divided into two categories: phase geometry, mathematical concept, crystal electron ratio and phase information. The ratio of the number of layers in the magnetic field, the material layer, the layer in the magnetic field, the layer in the crystal layer, the layer in the optical field, the layer in the optical field. The new electronic and optical design source In this paper, we study the relationship between electron ratio of atomic films and the function of matter. In this paper, the atomic film material is obtained from the understanding, installation and design of electromagnetic field system. The study of atomic film physics and its fundamental properties has been promoted and new contributions have been made to the theoretical understanding of optical and electronic properties. This research topic focuses on the development and control of new atomic film states in two-dimensional atomic film physics This paper makes contributions to the construction of basic theory of "functional design".