ゲージ理論の強結合展開に基づくグラフェンの相構造の解明

基于规范理论强键展开阐明石墨烯相结构

• 批准号: 10J08037
• 负责人: 荒木 康史
• 金额: $ 1.34万
• 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: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J08037/
• 关键词: 低次元系; 電子相関; グラフェン; トポロジカル絶縁体; 格子ゲージ理論; 量子色力学; 強相関電子系; 強結合展開; 競合現象

前年度までにおいて、本研究課題ではグラフェンにおける電子間相互作用の効果とそれに伴う秩序現象に関して、蜂の巣格子上で定義された量子電磁気学(格子ゲージ理論)の記述を基にして議論した。本年度はこれを踏まえ、取り扱う系をグラフェンだけでなく、同様の理論で記述される強相関する2次元電子系へと拡張した。グラフェンと同様に蜂の巣格子構造で記述される系として、2次元トポロジカル絶縁体の有効模型の一つであるKane-Mele模型が存在する。この模型のトポロジカル相構造は電子間相互作用が無い場合についてはKaneとMeleが模型を提唱した当初から良く知られているが、電子間相互作用の下でこの相構造がどのような影響を受けるかは議論の余地がある。本研究員はこの問題を扱うため、先述の蜂の巣格子上でのゲージ理論の考え方をKane-Mele模型に拡張し、強結合極限におけるスピン密度波(反強磁性)秩序の振舞いについて解析を行った。その結果、相互作用の無い場合には存在しなかった新奇な相が相互作用によって生み出され、トポロジカル相構造も大きく変化することを示した。この相は従来のトポロジカル絶縁体とは異なりギャップレスの南部-Goldstoneモードを持つため、量子ホール効果などの輸送現象も異なる振舞いを示すことが期待される。また、この相構造は強結合における格子QCDの相構造と類似しており、トポロジカル絶縁体の相構造に関して、既に多くの研究が行われている格子QCDの相構造を元に様々な知見が得られることが期待される。本研究の成果は、現在Phys. Rev. B誌に投稿中である。

In the previous year, the subject of this study was related to the interaction between electrons. The results show that the order of the system is similar to that of quantum magnetism (lattice theory), which is defined on the grid. In the current year, we have recorded the strength and strength of the two-dimensional sub-system in the same theory. In the same way as the bee grid, it is recorded that there is a model and a Kane-Mele model in the second dimension. The interaction between computers is based on the model of interaction between electrons. the model of interaction between computers is based on the model of interaction between electrons. the model of interaction between computers is based on the interaction between electrons. in the model of interaction between computers, the interaction between electrons is caused by the interaction between electrons. the interaction between electrons and the interaction between electrons is affected by the room for discussion. In this study, we are concerned with the analysis of the Kane-Mele model, the analysis of the density wave (anti-magnetic) order, the vibration and dance order, and the analysis of the theory. The results show that there are significant differences in the results of the interaction between each other and the interaction between each other. The results show that there are some novel phenomena in the interaction. In the south of the country, the Goldstone is in the middle of the world. The results show that you are looking forward to the dance. The results show that the performance of the QCD phase is similar to that of the system, and the QCD phase of the system is similar to that of the system, which is similar to that of the system. The achievement of this study is now Phys. Rev. B. the contribution is in progress.

项目成果

グラフェン状の系における電荷密度波とスピン密度波の競合

类石墨烯系统中电荷密度波和自旋密度波之间的竞争

• 发表时间: 2012
• 作者: Yasufumi Araki;Tetsuo Hatsuda;荒木康史;Yasufumi Araki;荒木康史
• 通讯作者: 荒木康史

強結合U(1)ゲージ理論に基づくグラフェンのカイラル対称性と電子物性

基于强耦合U(1)规范理论的石墨烯手性对称性和电子性质

• 发表时间: 2010
• 作者: Yasufumi Araki;Tetsuo Hatsuda;Yasufumi Araki;荒木康史
• 通讯作者: 荒木康史

グラフェン状の系における秩序現象と相構造

类石墨烯系统中的有序现象和相结构

• 发表时间: 2012
• 期刊: 素粒子論研究・電子版
• 作者: 菱川和宏、中川秀彦;他6名;Y. Araki and G. W. Semenoff;荒木康史
• 通讯作者: 荒木康史

Chiral symmetry restoration in monolayer graphene induced by Kekule distortion

凯库勒畸变引起的单层石墨烯手性对称性恢复

• DOI: 10.1103/physrevb.84.113402
• 发表时间: 2011
• 期刊: Physical Review B
• 影响因子: 3.7
• 作者: 菱川和宏、中川秀彦;他6名;Y. Araki and G. W. Semenoff;荒木康史;Yasufumi Araki;Yasufumi Araki;Yasufumi Araki
• 通讯作者: Yasufumi Araki

Spontaneous mass gap generation in monolayer graphene with strong coupling expansion of square/honeycomb lattice gauge theory

方形/蜂窝晶格规范理论强耦合展开单层石墨烯自发质量隙产生

• DOI: 10.1088/1742-6596/302/1/012022
• 发表时间: 2011
• 期刊: Journal of Physics : Conference Series
• 作者: 菱川和宏、中川秀彦;他6名;Y. Araki and G. W. Semenoff;荒木康史;Yasufumi Araki;Yasufumi Araki
• 通讯作者: Yasufumi Araki