トポロジカル電子状態の理論的研究

拓扑电子态的理论研究

基本信息

批准号：
13J09907
负责人：
磯部大樹
金额：
$ 1.73万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013-04-01 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

当該年度は３年間の課題の最終年度に当たり、２年間の研究を踏まえた発展的な内容として（１）異方的なバントタッチングのある２次元系、および（２）傾斜したディラックコーンを持つ２次元電子系における長距離クーロン相互作用の解析を行った。対象の系はともにエネルギーバンドの分散関係と、波動関数の幾何学的（トポロジカル）な性質が関連している。結晶の構造に由来する異方性により生じる複雑さを取り込んだ解析を行うことにより、等方的な場合と比較しより豊富で新奇な物性を見出した。（１）異方的なバンドタッチングのある２次元系における長距離クーロン相互作用の解析。トポロジカル相の相転移の量子臨界点や、黒リンの薄膜、チタン酸化物・バナジウム酸化物の超格子などにおける２次元系では、一方向は線形でもう一方は二次のエネルギー分散関係を持つような異方的なバンドタッチングを持つ電子系が実現する。バンドタッチングの点では、状態密度が消失するため電子間クーロン相互作用が遮蔽されず長距離力となる。この長距離クーロン相互作用の効果を繰り込み群の手法により解析した結果、電子の速度や準粒子の繰り込み因子などのスケール依存性に３つのクロスオーバーがあり、非フェルミ流体としての性質を持つことを見出した。（２）傾斜したディラックコーンを持つ２次元電子系における電子間相互作用の解析。以前、擬２次元有機導体α-(BEDT-TTF)2I3を対象として長距離クーロン相互作用の効果を調べた際は、非相対論的な範囲で解析を行ったが、今回は相対論的効果までを取り込んだ解析を行い、低エネルギー極限において、無相関時の異方性に関わらず等方的なディラックコーンが現れることを発見した。この性質はディラックコーンの傾斜が大きく、電子・ホールポケットが生じている場合でも成立する。この結果は、低エネルギーにおけるローレンツ不変性の回復の普遍性を示すものである。

今年是三年任务的最后一年，随着两年的研究考虑了发展内容，我们分析了（1）具有各向异性bunt触摸的二维系统中的远程库仑相互作用，以及（2）二维电子系统，带有倾斜的迪拉克锥。两种感兴趣的系统都与能带的分散关系和波函数的拓扑特性有关。通过进行一项分析，该分析结合了由晶体结构衍生的各向异性引起的复杂性，我们发现了比各向同性病例更丰富和新颖的物理特性。（1）分析具有各向异性带触摸的二维系统中的远程库仑相互作用。在二维系统中，例如拓扑相变的量子临界点，黑色磷薄膜以及钛氧化钛和氧化钒的超晶格，具有各向异性带触摸的电子系统在一个方向上是线性的，并且在另一个方向上是在一个方向上是线性的。在频带触摸方面，状态的密度消失了，因此不会屏蔽库仑的库仑相互作用并成为远距离力量。使用重新归一化的方法分析了这种远程库仑相互作用的影响，并发现电子速度的规模依赖性和准片粒的重新归化因子的规模依赖性有3个，并且它们具有非fermi流体的特性。（2）分析具有倾斜狄拉克锥的二维电子系统中的电子 - 电子相互作用。以前，在检查远距离库仑相互作用对伪2维有机导体α-（BEDT-TTF）2I3的影响时，我们在非偏移主义范围内进行了分析，这次我们进行了一项分析，但在低较低能量的情况下，我们进行了相对论效应，并发现了相对论的效果，并在低能量蛋白酶的情况下出现了无限限制。即使狄拉克锥有大坡，并且具有电子/孔口袋，该特性也是如此。该结果表明，低能量下洛伦兹不变性的恢复的普遍性。

项目成果

期刊论文数量（22）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Coulomb interaction effect in tilted Weyl fermion in two dimensions

二维倾斜外尔费米子的库仑相互作用效应

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
0
作者：
Bohm-Jung Yang;Eun-Gook Moon;Hiroki Isobe;and Naoto Nagaosa;Hiroki Isobe and Naoto Nagaosa;Hiroki Isobe and Naoto Nagaosa;Hiroki Isobe
通讯作者：
Hiroki Isobe

Quantum criticality of topological phase transitions in three-dimensional interacting electronic systems