ディラック電子系における磁場中の量子相転移・臨界現象の理論的研究

狄拉克电子系统中量子相变和磁场临界现象的理论研究

• 批准号: 22K03513
• 负责人: 多田 靖啓
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K03513/
• 关键词: ディラック電子; 磁場; 電子間相互作用; SPT; 対称性; 量子相転移; 臨界現象

本年度は、まずDiracフェルミオン系における反磁性を研究し、その結果を論文として発表した。Diracフェルミオン系の反磁性に対する相互作用の効果についての研究は限られているが、グラフェンに関する研究によると反磁性は相互作用により弱められるという理論的報告がある。一方、我々の用いたモデルでは反磁性は相互作用に対して頑強であり、しかもそれはあるクラスのDiracフェルミオン系では普遍的に成り立つということを指摘した。次に、Dirac系と直接は関係ないが興味深い研究対象として、gapless SPTと呼ばれる状態について共同研究者とともに解析を行った。もともとSPT=対称性に守られたトポロジカル相は基底状態と励起状態の間にエネルギーギャップのある（gappedな）系に対してのみ議論されてきたが、近年、これをgaplessな系に拡張しようという研究が進展している。本研究では、比較的に実験的実現可能性が高いと期待される単純なスピン系モデルを考え、そこにおけるgapless SPT状態の出現を数値計算及び解析計算を用いて示した。特に、このgapless SPTは空間反転対称性によって守られた相であることを指摘した。また本年度は、磁場中Diracフェルミオンの研究から派生した研究対象である、磁場中空間対称性についても議論を展開した。加えて、スピン系の研究からの繋がりとして、スピンネマティックについても研究を始めている。少しずつ研究結果が出てきているが、今後より詳細な解析を進める予定である。

This year は, ま ず Dirac フ ェ ル ミ オ ン department に お け る diamagnetism を research し, そ の results を paper と し て 発 table し た. Dirac フ ェ ル ミ オ ン is の diamagnetism に す seaborne る interaction の unseen fruit に つ い て の research は limit ら れ て い る が, グ ラ フ ェ ン に masato す る research に よ る と diamagnetism は interaction に よ り weak め ら れ る と い う theory report が あ る. Side, I 々 の with い た モ デ ル で は diamagnetism は interaction に し seaborne て tenacious で あ り, し か も そ れ は あ る ク ラ ス の Dirac フ ェ ル ミ オ ン department で は common に into り made つ と い う こ と を blame し た. Time に, Dirac と directly は masato is な い が tumblers deep い research like と seaborne し て, gapless SPT と shout ば れ る state に つ い て together researchers と と も に parsing line を っ た. も と も と SPT = say sex に seaborne keep ら れ た ト ポ ロ ジ カ ル phase は basal state と excitation state between の に エ ネ ル ギ ー ギ ャ ッ プ の あ る (gapped な) department に し seaborne て の み comment さ れ て き た が, in recent years, こ れ を gapless な department に company, zhang し よ う と い が う research progress し て い る. This study で は, comparison of に be likely が 験 be present い と expect さ れ る 単 pure な ス ピ ン department モ デ ル を え test, そ こ に お け る gapless state of SPT の appear を the numerical calculation and analytic calculation を び い て in し た. Therefore, に, た, <s:1> gapless SPT <s:1> space anti転 symmetry によって guard られた phase である とを とを とを criticize た. ま た は this year, the magnetic field in the Dirac フ ェ ル ミ オ ン の research か ら derived し た research like で seaborne あ る, magnetic field in space said seaborne に つ い て も comment を expand し た. Add え て, ス ピ ン の study か ら の 繋 が り と し て, ス ピ ン ネ マ テ ィ ッ ク に つ い て も research beginning を め て い る. Less し ず つ results が out て き て い る が, future よ り detailed analytical を into め な る designated で あ る.

项目成果

Projective spatial symmetry and Lieb-Schultz-Mattis theorem

射影空间对称性和利布-舒尔茨-马蒂斯定理

• 发表时间: 2022
• 作者: Yasuhiro Tada;Masaki Oshikawa;Yasuhiro Tada
• 通讯作者: Yasuhiro Tada

Gapless symmetry-protected topological phase of quantum antiferromagnets on anisotropic triangular strip

• DOI: 10.1103/physrevb.106.144436
• 发表时间: 2022-05
• 期刊: Physical Review B
• 影响因子: 3.7
• 作者: Yuichiro Hidaka;S. Furuya;Atsushi Ueda;Y. Tada

Robust orbital diamagnetism in correlated Dirac fermions

相关狄拉克费米子中的鲁棒轨道抗磁性

• DOI: 10.1088/1367-2630/ac8e8e
• 发表时间: 2022
• 期刊: New Journal of Physics
• 影响因子: 3.3
• 作者: Hidaka Yuichiro;Furuya Shunsuke C.;Ueda Atsushi;Tada Yasuhiro;Yasuhiro Tada
• 通讯作者: Yasuhiro Tada

Multipole index and Lieb-Schultz-Mattis operator

多极指数和 Lieb-Schultz-Mattis 算子

• 发表时间: 2022
• 作者: Yasuhiro Tada;Masaki Oshikawa
• 通讯作者: Masaki Oshikawa

Many-body index for quadrupole insulators

四极绝缘子多体指数

• 发表时间: 2023
• 作者: Yasuhiro Tada;Masaki Oshikawa
• 通讯作者: Masaki Oshikawa