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Optical Control and Engineering of Electronic Properties of Two-dimensional (2D) Materials

二维（2D）材料电子特性的光学控制和工程

基本信息

批准号：
17F17326
负责人：
若林克法
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Kwansei Gakuin University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-11-10 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17F17326/
关键词：
トポロジカル物質トポロジカルフォトニクスコーナー状態高次トポロジカル状態グラフェン原子膜原子膜物質ザック位相バレートロニクス電子デバイストポロジカル状態 Zak位相 tight-binding model エッジ状態原子層物質フォトニック結晶円偏向電磁場

项目摘要

近年、電子エネルギーバンド構造の位相幾何学（トポロジー）的な性質から、電子材料を区別し、新しい電子相を有する物質を探索する研究が、世界中で爆発的に行われている。特に、トポロジカル絶縁体と呼ばれる物質では、物質の表面やエッジなどの境界面において、無散逸なスピン流が現れることが知られている。この特性を利用することで、超低消費電力の電子デバイスや量子計算素子への応用が期待されている。従来から知られているトポロジカル絶縁体では、スピン軌道相互作用が重要な役割を果たしている。本研究課題では、スピン軌道相互作用を導入せずに、トポロジカル相を有する物質群の設計を探求した。最初に、SSH模型を2次元正方格子系へと拡張し、そのトポロジカルな性質を解析し、ザック位相と呼ばれるトポロジカル量を評価することで、トポロジカル相転移が起きることを見出した。この成果を利用することで、C3NやBC3といった二次元物質が、ザック位相に起因するトポロジカルエッジ状態を有することを理論モデル計算と第一原理電子状態計算によって解明した。二次元SSH模型を六角格子系に拡張することで、スピン軌道相互作用や付加的な量子磁束を加えなくても、高次のトポロジカル状態を実現できることを理論的に示した。また、高次トポロジカル状態がザック位相と関係付けられることを理論的に示した。さらに、エッジに沿って電流が散逸をせずに完全に伝導する機構があるだけでなく、その逆の極限である電子をコーナーに強く局在させる機構も併存させることが可能であることを見出した。また、本成果に関連して、実験グループと共同研究を実施し、フォトニック結晶によって、コーナー状態を実現し、観測することに成功した。

In recent years, the phase geometry of electronic structures has been studied, the distinction between electronic materials and the exploration of new electronic phase substances, and the development of explosives in the world. Special, special, special. The characteristics of this technology are expected to be utilized in electronic devices with ultra-low power consumption and in applications of quantum computing elements. The orbital interaction is important for the development of new technologies. This research topic is to explore the design of substance groups for the introduction of orbital interactions and their interaction with each other. In the first place, SSH model is a two-dimensional square lattice system. It is easy to analyze the properties of the lattice, and the phase shift of the lattice is easy to see. The results of this study are as follows: (1) the first principle of electronic state calculation;(2) the second principle of electronic state calculation; and (3) the third principle of electronic state calculation. The two-dimensional SSH model is based on the hexagonal lattice system. The orbital interaction and the addition of quantum magnetic beams are shown in the theory. The high order of the state of affairs is the highest in history. For example, if you want to use a computer, you can use a computer. The results of this study are related to the implementation of joint research, the realization of crystallization, and the success of measurement.