量子多体系の多極子に対するmondern theoryの構築

量子多体系统中多极子的现代理论构建

• 批准号: 20H01825
• 负责人: 渡辺 悠樹
• 金额: $ 10.32万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H01825/
• 关键词: スピン模型; トポロジカル秩序; 高次トポロジカル秩序; 電気磁気多極子; 高次トポロジカル絶縁体; 角電荷; 多極子; 電気多極子; 磁気多極子; 物性基礎論

本研究では、これまで知られていた結晶の表面電荷をバルクの分極を用いて預言するベリー位相公式や、物質の軌道磁化を与えるモダン理論公式を、電子間相互作用を有する系や高次の電気・磁気多極子へと一般化することを目指して研究してきた。物質の高次の電気・磁気多極子は、物質の電気・磁気応答に反映されると考えられる。特に空間的に非一様な電場・磁場に対する応答や、電場磁場に対する高次の応答に関連するのではないかと期待し研究を行ってきた。まず、近年盛んに研究されてきた高次トポロジカル秩序相との関連で、結晶のヒンジやコーナーに現れる電荷をバルクの多極子を用いて予言する公式を定式化した。これは分極の場合とは異なり、高い空間対称性が必要であることがわかった。この結果に基づいて分数コーナー電荷をもつ現実の物質例を考察したところ、もっとも単純な結晶の一つである塩(NaCl)が角に素電荷の1/8という非自明なコーナー電荷をもつ絶縁体の例であることがわかった。続いて軌道磁化に関しても高次に一般化することを考えたが、素電荷の整数倍に量子化される電荷とは異なり、軌道磁化は対称性のもとでも量子化されていないため、高次軌道磁化絶縁体のようなものを考えてもトポロジカル不変性を持たせることができないことがわかった。この結果を踏まえて、単純な一般化の方向は諦め、後述するように物質の電気磁気応答に関してより基礎的な研究を行っている。

In this study, we know the polarization of the surface charge of the crystal and use it to predict the phase formula of the material, and the orbital magnetization of the material. Theoretical formulas of えるモダンを, the interaction between electrons, the high-order electric and magnetic multipoles, and the generalization of the interaction between electrons. Material's higher-order electricity and magnetism are multipoles, and matter's electricity and magnetism are reflections. The characteristics of the special space are not the same as the electric field and magnetic field, and the electric field and magnetic field.するのではないかとLooking forward to researching を行ってきた.まず、In recent years, the research on high-tech んにされてきたhigh-speed トポロジカル is related to the order and crystallization of のヒンThe current multipole of electric charge is formulated using the formula of ジやコーナー. It is necessary to use high spatial symmetry and high spatial symmetry.このResultsにbaseづいてfractionsコーナーchargeをもつappear㮟のsubstance exampleをinvestigationしたところ、もっとも単pureなcrystalの一つである婩(NaCl)が角にprime chargeの1/8というnon-self-evident なコーナーcharge をもつJue縁体の Example であることがわかった. Orbital magnetization, high-order magnetization, generalization, prime chargeのInteger multiple に quantization されるcharge とはisoなり, orbital magnetization は対symmetry のもとでもQuantized されていないため, High-order orbital magnetized insulator のようなものを卡えてもトポロジカル不変性をhold たせることができないことがわかった.このRESULT をStep まえて, 単正なGENERALIZED DIRECTION は谛め, するようにMATTER の电気Magnetic気応 Answer に关してより Basic な行っている.

项目成果

Bloch oscillations in the spin-1/2 XXZ chain

自旋 1/2 XXZ 链中的布洛赫振荡

• DOI: 10.1103/physrevb.104.205115
• 发表时间: 2021
• 期刊: Physical Review B
• 影响因子: 3.7
• 作者: Yankang Liu;Yohei Fuji;and Haruki Watanabe
• 通讯作者: and Haruki Watanabe

Off-diagonal long-range order implies vanishing charge gap

非对角长程有序意味着电荷间隙消失

• DOI: 10.1103/physrevb.104.l180501
• 发表时间: 2021
• 期刊: Physical Review B
• 影响因子: 3.7
• 作者: Tasaki Hal;Watanabe Haruki
• 通讯作者: Watanabe Haruki

量子多体系の対称性とトポロジー

量子多体系统的对称性和拓扑

• 发表时间: 2022
• 作者: Katsunuma Sayaka;Togashi Hideru;Kuno Shuhei;Fujita Takeshi;Nibu Ken-Ichi;T. Yoneda;渡辺 悠樹
• 通讯作者: 渡辺 悠樹

Drude weights in one-dimensional systems with a single defect

具有单一缺陷的一维系统中的德鲁德权重

• DOI: 10.1103/physrevb.107.075141
• 发表时间: 2023
• 期刊: Physical Review B
• 影响因子: 3.7
• 作者: Takasan Kazuaki;Oshikawa Masaki;Watanabe Haruki
• 通讯作者: Watanabe Haruki

香港科技大学(中国)

香港科技大学（中国）