反強磁性体における高次トポロジカル相に由来した新奇物性の理論的探索

对反铁磁体高阶拓扑相衍生的新物理性质的理论探索

• 批准号: 22KJ1278
• 负责人: 田中 悠太朗
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ1278/
• 关键词: トポロジカル絶縁体; 結晶平衡形; 高次トポロジカル絶縁体; トポロジカル結晶絶縁体; トポロジカル相転移; 高次トポロジカル相; 高次ワイル半金属; 平衡結晶形

今年度は、結晶対称性に保護されたトポロジカルな境界状態が結晶平衡形に与える影響に関する研究と２次元トポロジカル相転移に関する系統的な研究を行った。以下にその二つの研究内容をまとめる。（1）結晶対称性に保護されたトポロジカル絶縁体の持つ境界状態が結晶平衡形に与える影響に関する研究を行った。前年度は、グライド対称性に保護されたトポロジカル結晶絶縁体の表面状態に注目したが、本年度は、鏡映対称性に保護されたトポロジカル結晶絶縁体の表面状態と空間反転対称性に保護された高次トポロジカル絶縁体の持つヒンジ状態に注目した。それらの境界状態は、出現する位置や対称性などに依存して、それぞれ異なる形で表面エネルギーに影響をもたらす。これにより、表面エネルギーが通常の絶縁体とは異なる面方位依存性を持ち、それにより、ユニークな結晶平衡形をもたらすことを示した。この結果から、トポロジカル絶縁体、トポロジカル結晶絶縁体、高次トポロジカル絶縁体という異なるタイプのトポロジカル相における境界状態の結晶平衡形への影響を体系的に理解することができた。(2)すべてのlayer groupにおける２次元トポロジカル相転移に関する系統的な研究も行った。ブリュアンゾーンの高対称点において、価電子バンドを伝導バンドが異なる既約表現を持ち、パラメータ変化に伴い、それらのバンドが反転するときに、トポロジカル相転移が生じるかどうかについて、80種類あるすべてのlayer groupについて網羅的に研究を行った。特に3回回転対称生がある場合には、異なる既約表現を持つバンドの反転により、必ずトポロジカル不変量が変化することがわかった。

Our は, crystallization said seaborne に protection さ れ た ト ポ ロ ジ カ ル な realm に が crystallization equilibrium shape with え る influence に masato す る と 2 dimensional ト ポ ロ ジ カ planning ル phase shift に masato す る system な を line っ た. The following にそ にそ 2 をまとめる をまとめる research content をまとめる. (1) crystallization said seaborne に protection さ れ た ト ポ ロ ジ カ ル never try body の つ realm に が crystallization equilibrium shape and え る influence に masato す る を line っ た. Before the annual は, グ ラ イ ド said sex seaborne に protection さ れ た ト ポ ロ ジ カ ル の crystallization never try body surface state に attention し た が, this year's は, mirror says sexual seaborne に protection さ れ た ト ポ ロ ジ カ ル の crystallization never try body surface state と space inverse planning polices according to sex に protection さ れ た high order ト ポ ロ ジ カ ル never try body の hold つ ヒ ン ジ state に attention し た. そ れ ら の realm status は, appear す る position や said sex seaborne な ど に dependent し て, そ れ ぞ れ different な る form で surface エ ネ ル ギ ー に influence を も た ら す. こ れ に よ り, surface エ ネ ル ギ ー が の usually never try body と は different な る surface orientation dependence を hold ち, そ れ に よ り, ユ ニ ー ク な crystallization equilibrium shape を も た ら す こ と を shown し た. こ の results か ら, ト ポ ロ ジ カ ル never try body, ト ポ ロ ジ カ ル crystallization never try body, higher order ト ポ ロ ジ カ ル never try body と い う different な る タ イ プ の ト ポ ロ ジ カ ル phase に お け る realm の crystallization equilibrium shape へ の affect を system に understand す る こ と が で き た. (2)すべて すべて layer groupにおける 2d トポロジカ 転 phase 転 shift に related する system な research line った. ブ リ ュ ア ン ゾ ー ン の said seaborne points higher に お い て, 価 electronic バ ン ド を 伝 guide バ ン ド が different な る を hold ち about performance, both パ ラ メ ー タ - に with い, そ れ ら の バ ン ド が inverse planning す る と き に, ト ポ ロ ジ カ planning ル phase shift が raw じ る か ど う か に つ い て, 80 species あ る す べ て の layer The groupに に に て て て conducts に research を business った. Special に 3 and planning polices according to raw が あ る occasions に は, different な る between を about performance on つ バ ン ド の inverse planning に よ り shall ず ト ポ ロ ジ カ ル - quantity not が - the す る こ と が わ か っ た.

项目成果

トポロジカル結晶絶縁体におけるトポロジカル表面状態の結晶形状への影響

拓扑表面态对拓扑晶体绝缘体晶体形状的影响

• 发表时间: 2023
• 作者: Yutaro Tanaka;Tiantian Zhang;Makio Uwaha;and Shuichi Murakami;田中悠太朗，Tiantian Zhang，上羽牧夫，村上修一
• 通讯作者: 田中悠太朗，Tiantian Zhang，上羽牧夫，村上修一

Anomalous crystal shapes of topological crystalline insulators and higher-order topological insulators

拓扑晶体绝缘体和高阶拓扑绝缘体的反常晶体形状

• 发表时间: 2023
• 作者: Yutaro Tanaka;Tiantian Zhang;Makio Uwaha;and Shuichi Murakami
• 通讯作者: and Shuichi Murakami

Rotoinversion-symmetric bulk-hinge correspondence and its applications to higher-order Weyl semimetals

• DOI: 10.1103/physrevb.105.115119
• 发表时间: 2021-11
• 期刊: Physical Review B
• 影响因子: 3.7
• 作者: Yutaro Tanaka;R. Takahashi;R. Okugawa;S. Murakami

Theory of surface energies and crystal shapes of topological crystalline insulators

拓扑晶体绝缘体的表面能和晶体形状理论

• 发表时间: 2022
• 作者: Yutaro Tanaka;Tiantian Zhang;Makio Uwaha;Shuichi Murakami
• 通讯作者: Shuichi Murakami

Systematic study for two-dimensional Z2 topological phase transitions at high-symmetry points in all layer groups

• DOI: 10.1103/physrevb.107.115120
• 发表时间: 2022-10
• 期刊: Physical Review B
• 影响因子: 3.7
• 作者: R. Sasaki;Yutaro Tanaka;S. Murakami