Emergent quantization phenomena in strongly coupled hybrid open quantum systems

强耦合混合开放量子系统中的新兴量子化现象

• 批准号: 20H01830
• 负责人: 野村 健太郎
• 金额: $ 11.23万
• 依托单位: Kyushu University (2021-2022)Tohoku University (2020)
• 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 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H01830/
• 关键词: トポロジカル物質; スピントロニクス; ハイブリッド量子系; 量子輸送現象; 物性理論; トポロジカル量子現象; 非平衡物性

強磁性電極を備えたトポロジカルなディラック半金属における従来とは異なるタイプのホール効果を提案しました。 トポロジカルなディラック半金属自体は時間反転対称性を持っていますが、取り付けられた強磁性電極はそれを破り、大きなホール応答を引き起こします。 この誘導ホール効果は、トポロジカル ディラック半金属や量子スピン ホール絶縁体などのトポロジカル物質で発生するヘリカル表面/エッジ状態の特徴です。磁性ワイル半金属の電流および電荷誘起スピントルクを理論的に研究しました。 スピン軌道トルクとスピントランスファートルクを含むすべての電流誘起スピントルクを、空間的および時間的導関数と電流に関して一次まで決定しました。 電荷誘起スピン トルクは、モデル内のスピン演算子と軸電流演算子の間の対応によるカイラル異常に由来します。積層カゴメ系Ｃｏ３Ｓｎ２Ｓ２の磁性に対するキャリアドーピング効果を有効モデルとＨａｒｔｒｅｅ‐Ｆｏｃｋ法に基づいて研究した。 さらに、電子ドープ領域では、ノンコリニア反強磁性秩序が見られます。Cd3AS2やNa3Biなどのトポロジカルディラック半金属の格子模型において，電子スピンに結合した局所磁気モーメントを導入することにより，トポロジカルディラック半金属が交換相互作用を通して磁性ワイル半金属あるいは線ノード半金属に変化することを明らかにした．トポロジカル線ノード半金属においては，バンドのトポロジーはZak位相とその積分値の整数によって特徴付けることができた．これはドラムヘッド型表面状態として教会におけるゼロモードの安定性を保証するものである．

我们提出了具有铁磁电极的拓扑狄拉克半法的不同类型的霍尔效应。拓扑迪拉克半学本身具有延时的对称性，但是附着的铁磁电极会破坏它，从而导致大孔响应。这种感应室的效应是螺旋表面/边缘状态的特征，这些状态发生在拓扑材料中，例如拓扑狄拉克半法和量子旋转孔绝缘子。从理论上研究了电流和电荷诱导的磁性半法的自旋扭矩。根据空间和时间衍生物和电流，确定了所有电流诱导的自旋扭矩，包括自旋轨道和自旋转移扭矩。电荷诱导的自旋扭矩来自手性异常，这是由于模型中的自旋和轴向电流算子之间的对应关系。基于有效模型和Hartree-Fock方法研究了对基于Kagome的CO3SN2S2的磁性掺杂效应。此外，在电子掺杂区域中观察到了非共线抗磁磁性。在拓扑狄拉克半学（例如CD3AS2和NA3BI）的晶格模型中，我们表明，通过引入与电子旋转耦合的局部磁矩，拓扑狄拉克半学会通过交换相互作用转变为磁性脉络静电段或线节点半按。在拓扑线节点半学中，谱带拓扑可以以Zak相及其积分值的整数为特征。这样可以保证教堂中的零模式稳定性作为鼓头型表面状况。

项目成果

Weyl superconductor phases in a Weyl-semimetal/superconductor multilayer

• DOI: 10.1103/physrevb.101.094510
• 发表时间: 2019-11
• 期刊: Physical Review B
• 影响因子: 3.7
• 作者: Ryota Nakai;K. Nomura

Dynamical spin-to-charge conversion on the edge of quantum spin Hall insulator

• DOI: 10.1103/physrevresearch.2.023195
• 发表时间: 2019-12
• 期刊: arXiv: Mesoscale and Nanoscale Physics
• 作者: Y. Araki;Takahiro Misawa;K. Nomura

Nodal Lines and Boundary Modes in Topological Dirac Semimetals with Magnetism

具有磁性的拓扑狄拉克半金属的节点线和边界模式

• DOI: 10.7566/jpsj.90.094702
• 发表时间: 2021
• 期刊: Journal of the Physical Society of Japan
• 影响因子: 1.7
• 作者: Araki Yasufumi;Watanabe Jin;Nomura Kentaro
• 通讯作者: Nomura Kentaro

Ferromagnetic-electrodes-induced Hall effect in topological Dirac semimetals

• DOI: 10.1103/physrevresearch.3.033023
• 发表时间: 2020-09
• 期刊: Physical Review Research
• 影响因子: 4.2
• 作者: Koji Kobayashi;K. Nomura

Two-dimensionality of metallic surface conduction in Co3Sn2S2 thin films

• DOI: 10.1038/s42005-021-00627-y
• 发表时间: 2021-06
• 期刊: Communications Physics
• 影响因子: 5.5
• 作者: J. Ikeda;K. Fujiwara;J. Shiogai;T. Seki;K. Nomura;K. Takanashi;A. Tsukazaki