スキルミオンによるトポロジカルホール効果の理論的研究

斯格明子拓扑霍尔效应的理论研究

• 批准号: 16J08009
• 负责人: 濱本 敬大
• 金额: $ 1.6万
• 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: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-04-22 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J08009/
• 关键词: 非線形応答; 非相反伝導現象; ラチェット効果; スキルミオン; トンネル磁気抵抗; スピントロニクス; 非相反電気伝導; 超伝導; 非線形伝導; 反転対称性の破れ; スピン軌道相互作用

今年度も前年に引き続き非相反電気伝導現象（整流作用）の理論的研究に取り組んだ。特に反転対称性の破れた超伝導体であるMoS2において測定された非相反伝導現象の解明のため、ラチェット機構による非相反性の解析を行った。この物質では超伝導相において、その結晶構造に起因する空間的に非対称なピニングポテンシャル（ラチェットポテンシャル）が超伝導磁束に働いており、それによって磁束フロー抵抗が電流方向によって変化する非相反電気伝導現象が生じていると考えられている。この非対称ポテンシャルによる粒子の整流は古くからラチェット効果として知られており、特に量子コヒーレンスやトンネリングを考慮に入れた量子ラチェット効果においては、温度変化による整流方向の反転や量子-古典クロスオーバー、散逸誘起の局在-非局在量子相転移など、多彩な現象が理論的に発見されている。しかし実験と比較可能な非線形伝導度の詳細な温度依存性などに関しては議論がなされておらず、また量子相転移とこれら非線形易動度の関係も未解明であり、この現象の統一的な理解を困難にしている。そこで我々はラチェットポテンシャル及びOhmic散逸下の量子力学的質点の有限温度での運動を先行研究に倣いFeynman-VernonのInfluence-functionalを用いて記述し、その定常速度及び非線形易動度を特に低温において詳細に計算した。ラチェットポテンシャルに関する摂動計算において定常速度の解析的表式を求め、それに基づいて各次数の非線形易動度の低温での温度依存性を量子相転移の前後において完全に決定した。また、従来知られていた整流方向の温度による反転やクロスオーバーも数値的に確かめられた。これにより実験との定量的な比較が可能となり、また散逸の大きさといったパラメータを実験的に検出できる。

This year, the research on the theory of non-opposite electric conduction phenomenon (rectification) was carried out in the past year. Special anti-symmetry and anti-symmetry analysis of superconductors MoS2 and MoS3 This material is caused by superconductivity, crystal structure and spatial symmetry. It is caused by superconductivity magnetic beam. It is caused by resistance to current direction. It is caused by non-opposite electric conduction phenomenon. The rectification of particles in this non-symmetric system is based on the quantum phase shift theory, especially the quantum phase shift theory. The quantum phase shift theory is based on the quantum phase shift theory. It is possible to compare the detailed temperature dependence of nonlinear conductivity, quantum phase shift and nonlinear mobility, and the difficulty in understanding the unity of these phenomena. A preliminary study of the finite temperature motion of a quantum mechanical particle under the influence of Feynman-Vernon is carried out. The steady velocity and nonlinear mobility of the particle under the influence of Feynman-Vernon are described in detail. The analytical expression of the steady state velocity is determined completely by the temperature dependence of the non-linear mobility of the basic phase. The temperature of the rectifier is determined by the number of points. The quantitative comparison between the two is possible.

项目成果

量子ラチェット効果の低温でのスケーリング則

低温量子棘轮效应的标度定律

• 发表时间: 2019
• 作者: 濱本敬大;朴貴守;石塚大晃;永長直人
• 通讯作者: 永長直人

整流特性の新原理を発見 ―エキゾチックな結晶における新機能の開拓―

发现整流特性的新原理 - 开发奇异晶体的新功能 -

University of Californaia, Berkeley(米国)

加州大学伯克利分校（美国）

Non-reciprocal responses in Rashba system

Rashba 系统中的非互惠反应

• 发表时间: 2016
• 作者: K. Hamamoto;T. Ideue;S. Koshikawa;M. Ezawa;S. Shimizu;Y. Kaneko;Y. Tokura;N. Nagaosa & Y. Iwasa
• 通讯作者: N. Nagaosa & Y. Iwasa

反転対称性の破れた物質における非線形スピン流

反演对称性破缺材料中的非线性自旋电流

• 发表时间: 2017
• 作者: Keita Hamamoto;Motohiko Ezawa;Kun Woo Kim;Takahiro Morimoto;and Naoto Nagaosa
• 通讯作者: and Naoto Nagaosa