Chirality-induced phonon-spin-photon cross-correlations

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左右対称性の破れ（カイラリティ）が引き起こす物質機能の探索が、分野を横断して活発な展開を見せている。本研究では、カイラル物質における《対称性と弾性・光・磁気の関係》に高い普遍性があることに着目し、フォノン・フォトン・スピンという量子流間の結合ダイナミクスについて統一描像を打ち立てる。これらのカレントはいずれも広義の左右円偏極（偏波）自由度を持ち、物質のカイラル構造と結びついて偏極依存分散を示す。その全貌を弾性論・場の理論・群論・第一原理計算を組み合わせて解明する。カレント間の結合効果、特に角運動量転送が引き起こす《交差偏極》の概念を提唱し、実験家と協力して実証研究に結び付ける。これらの成果を統合することでカイラリティ概念を深化させ、物質の機能探索に新たな地平を拓く。2021年度の実績として，ラマン散乱実験により，理論的に予言されていたカイラル結晶のフォノンのスペクトルを実証した．また，これまで存在しないと思われてきたカイラルソリトン格子における「暗いブリーザー」といわれる非線形励起の存在を明らかにした．また，代表者らの研究で理論的に予言されていたカイラルソリトン格子の集団励起構造を実験グループと協力して明らかにした．2021年度はさらに，chirality-induced-spin-selectiviyと呼ばれる，現状ではメカニズムが不明だがデバイス応用の観点からも極めて価値の高い現象について，理論モデルの構築を行った．2021年12月に開催された国際会議（横浜）で「Chirality in materials」というシンポジウムを企画して実績を発表するなど，成果の発信にも努めた．