相互作用するフェルミ粒子系におけるトポロジカル不変量を用いた分類とその応用

相互作用费米子系统中拓扑不变量的分类及其应用

• 批准号: 13J06466
• 负责人: 小林 伸吾
• 金额: $ 2.53万
• 依托单位: Nagoya University
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J06466/
• 关键词: トポロジカル超伝導; マヨラナ準粒子; 線ノード半金属; トポロジカル相転移; トポロジカル量子現象; 異方的超伝導体; ディラック半金属; トポロジカル超伝導体; 奇パリティ超伝導; ノード構造; トポロジカル安定性; スピン軌道相互作用; ゼロエネルギー状態

トポロジーの概念が物性物理学に及ぼす波及効果を探求し、トポロジーによって誘発される異常物理現象を明らかにすることが本研究課題の目的である。３年目においては以下の研究課題に取り組み、それぞれにおいて重要な結果を得た。(1)３次元カイラル超伝導体における“脆い”マヨラナ準粒子状態異方的超伝導体におけるノード構造は波数空間における渦やモノポールと見なすことができ、トポロジカル数を用いた安定性解析を行うことができる。このトポロジカル数はバルク・境界対応により表面ゼロエネルギー平坦バンド（マヨラナ平坦バンド）の存在を予言する。私は３次元カイラル超伝導体におけるマヨラナ平坦バンドの安定性をトポロジーとコンダクタンスの観点から解析した。その結果、私は結晶軸と物質表面の相対角がトポロジカル数に強い要請を与えることを明らかにした。これは３次元カイラル超伝導体ではある特定の表面でのみマヨラナ平坦バンドが存在できることを意味する。従って、銅酸化物超伝導体とは異なりゼロバイアスコンダクタンスピークを観測するには精密な角度の調整が必要となる。(2) ディラック線ノード半金属におけるトポロジカル相転移近年、線ノード半金属と呼ばれる新奇トポロジカル半金属が注目を集めている。線ノード半金属はスピン軌道相互作用(SOC)が弱いとき安定であるが、SOCが強いとディラック半金属相やトポロジカル絶縁相、ワイル線ノード半金属相など異なるトポロジカル相へ転移することが知られているが未だ系統的な分類は行われていない。私はトポロジカル数と群論の観点からディラック線ノード半金属(DLN)からワイル線ノード半金属(WLN)への相転移の分類を行った。その結果、群論から２通りの転移のパターンのみが許されることがわかった。私はこの結果を発展させれば結晶構造のみからトポロジカル相転移の有無を予言できると考えている。

ト ポ ロ ジ ー の が property に on physics and ぼ す affected unseen fruit を explore し, ト ポ ロ ジ ー に よ っ て 発 lure さ れ る abnormal physical phenomena を Ming ら か に す る こ と が the purpose of this research topic の で あ る. Under 3 years mesh に お い て は の research topic に み り group, そ れ ぞ れ に お い た を て な important results. (1) three yuan カ イ ラ ル super conductor 伝 に お け る "brittle い" マ ヨ ラ ナ quasiparticle state party super 伝 conductor に お け る ノ ー ド tectonic は wave number space に お け る vortex や モ ノ ポ ー ル と see な す こ と が で き, ト ポ ロ ジ カ ル number を with い た line stability analytical を う こ と が で き る. こ の ト ポ ロ ジ カ ル number は バ ル ク · state polices 応 に よ り surface ゼ ロ エ ネ ル ギ ー flat バ ン ド (マ ヨ ラ ナ flat バ ン ド) exist の を to say す る. Private は 3 dimensional カ イ ラ ル super conductor 伝 に お け る マ ヨ ラ ナ flat バ ン ド の stability を ト ポ ロ ジ ー と コ ン ダ ク タ ン ス の 観 point か ら parsing し た. そ の results, private は crystallographic axis と material surface の phase Angle of seaborne が ト ポ ロ ジ カ ル several strong に い wants please を え る こ と を Ming ら か に し た. こ れ は 3 dimensional カ イ ラ ル super conductor 伝 で は あ る の specific surface で の み マ ヨ ラ ナ flat バ ン ド が exist で き る こ と を mean す る. 従 っ て conductor, copper content to exceed 伝 acidification と は different な り ゼ ロ バ イ ア ス コ ン ダ ク タ ン ス ピ ー ク を 観 measuring す る に は の precision な Angle adjustment が necessary と な る. (2) デ ィ ラ ッ ク line ノ ー ド semimetal に お け る ト ポ ロ ジ カ planning ル phase shift in recent years, the line ノ ー ド semimetal と shout ば れ る novel ト ポ ロ ジ カ ル semimetal が attention を set め て い る. Line ノ ー ド semimetal は ス ピ ン orbital interaction (SOC) が weak い と き settle で あ る が, SOC が い と デ ィ ラ ッ ク half metallic phase や ト ポ ロ ジ カ ル never try facies, ワ イ ル line ノ ー ド half metallic phase な ど different な る ト ポ ロ ジ カ ル phase へ planning move す る こ と が know ら れ て い る が だ systems な classification line は わ れ て い な い. Number of private は ト ポ ロ ジ カ ル と group theory の 観 point か ら デ ィ ラ ッ ク line ノ ー ド semimetal (DLN) か ら ワ イ ル line ノ ー ド semimetal (WLN) へ line planning の phase shift の classification を っ た. Youdaoplaceholder0 そ results, group theory ら ら2 general <s:1> 転 転 transpositio パタ みが みが xu される される とがわ った った. Private は こ の results を 発 exhibition さ せ れ ば crystal structure の み か ら ト ポ ロ ジ カ planning ル phase shift の presence of を to say で き る と exam え て い る.

项目成果

超伝導ディラック半金属とCnトポロジカル数の関係

超导狄拉克半金属与Cn拓扑数的关系

• 发表时间: 2015
• 作者: 小林伸吾;佐藤昌利
• 通讯作者: 佐藤昌利

ディラック線ノード半金属におけるトポロジカル相転移

狄拉克线节点半金属的拓扑相变

• 发表时间: 2016
• 作者: 小林伸吾;山影相
• 通讯作者: 山影相

奇パリティ超伝導体におけるノードの安定性

奇宇称超导体节点的稳定性

• 发表时间: 2013
• 作者: 小林伸吾;佐藤昌利
• 通讯作者: 佐藤昌利

Topological classification of vortices and monopoles in condensed matter systems

凝聚态系统中涡旋和磁单极子的拓扑分类

• 发表时间: 2015
• 作者: Shingo Kobayashi;Ken Shiozaki;Yukio Tanaka;and Masatoshi Sato;Shingo Kobayashi and Masatoshi Sato;Shingo Kobayashi
• 通讯作者: Shingo Kobayashi

Topologically stable gapless phases in nonsymmorphic superconductors

• DOI: 10.1103/physrevb.94.134512
• 发表时间: 2015-03
• 期刊: Physical Review B
• 影响因子: 3.7
• 作者: S. Kobayashi;Y. Yanase;M. Sato