SAMURAI - NIMS Researchers Database

HOME > プロフィール > 田中 秋広

研究内容

Keywords

量子位相,量子スピン,量子臨界現象,トポロジカル量子効果

出版物2004年以降のNIMS所属における研究成果や出版物を表示しています。

口頭発表
    その他の文献

      所属学会

      日本物理学会

      ナノアーキテクトニクス材料研究センター
      タイトル

      ベリー位相エンジニアリングに基づく量子機能探索

      キーワード

      量子磁性,トポロジカル物質相,超伝導,量子相転移,場の量子論の物性への応用

      概要

      量子効果の源泉である「ベリー位相」と呼ばれる波動関数の幾何学的位相に長年注目し研究に取り組んでいる。近年この位相はトポロジカル絶縁体等のトポロジカル物質、グラフェンの特異な輸送現象においても中心的な役割を果たし注目を集めている。「ベリー位相エンジニアリング」に注力して独自性を発揮し、他の理論・実験研究者と共同で新規量子効果を発掘することを目指している。研究事例として磁性体の量子効果やトポロジカル物質相の特定、高温超伝導体の量子ビット応用に関する実験チームとの共同研究等がある。

      新規性・独創性

      磁性体の磁化ダイナミクスの理論では、磁化を古典的自由度として扱うことが多い。しかし量子スピン系として見た場合、スピンのベリー位相がここに反映されるはずである。このような隠れた量子効果を顕在化させることは量子マテリアル研究において重要なポイントとなり得る。実際にそのような新規の量子効果をいくつか見出すのに成功している。

      内容

      imageimage

      ベリー位相はスピン磁化の運動の他、超伝導の位相のダイナミクスなどにも現れる。またグラフェンのバレー自由度に絡んだベリー位相効果も知られる。このような複数の自由度が競合するケースが多くあるが、その複合ベリー位相の追跡を可能とする手法を提案した。この手法は汎用性があり、低次元磁性体・トポロジカル超伝導体・グラフェン関連物質等、多くの量子マテリアルに対して利用されている。また共同研究者と共にカイラル磁性体のソリトンの量子論的極限で、磁化特性に新規量子効果が現れることを見出した。すなわちスピン量子数が整数か、半整数かに磁化特性が顕著に依存する。これもベリー位相効果として理解することができる。

      まとめ

      上述の手法を二層ねじれグラフェン,磁気スカーミオン、マルチフェロイック物質、超伝導体・磁性体接合系へ応用する。また、量子多体系の計算科学における重要課題である負符号問題への解決に資する。

      この機能は所内限定です。
      この機能は所内限定です。

      ▲ページトップへ移動