Quantum transport phenomena induced by topological spin textures

拓扑自旋纹理引起的量子输运现象

• 批准号: 21K13875
• 负责人: 仲澤 一輝
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K13875/
• 关键词: ワイル半金属; 異常ホール効果; 非線形輸送現象; スピンカイラリティー; スピン流; 反強磁性体; キタエフ模型; 非線形輸送; トポロジカルスピンホール効果; マヨラナ粒子; スピン軌道相互作用; トポロジカルホール効果; ワイル半金属; 異常ホール効果; 非線形輸送現象; スピンカイラリティー; スピン流; 反強磁性体; キタエフ模型; 非線形輸送; トポロジカルスピンホール効果; マヨラナ粒子; スピン軌道相互作用; トポロジカルホール効果

まず，前年度から研究を行っていたキタエフ模型に対する交代磁場下での非相反熱輸送を調べた論文がPhysical Review B誌に出版された．さらに，反強磁性金属におけるネールベクトルのベクトルカイラリティーが誘起するトポロジカルスピンホール効果についての研究も取りまとめを行い，プレプリントサーバarXivにて公開した．本年度は主に（１）強磁性ワイル半金属Co3Sn2S2の原子層薄膜におけるトポロジカル物性の原子層数依存性，（２）Co3Sn2S2におけるワイル状態の磁化角度依存性，（３）電場と熱勾配に誘起されるカイラル物質における非線形応答現象，の3テーマについて研究を推進し，結果の取りまとめの段階に到達したので報告する．（１）前年度調べた単層・2層の結果に加え，3層膜においても計算を行い，薄膜表面原子がSnで終端されるの場合とSで終端される場合で磁性・バンドトポロジー・輸送特性などの層数依存性に顕著な違いが現れることを見出した．この成果は，Communications Physicsに投稿し，arXivにて公開した．（２）単層とバルク系でワイル状態の磁化角度依存性を調べ上げ，特にSn終端の系で磁化角度を変えることでトポロジカル転移が起き，様々な量子異常ホール状態が実現することを見出した．現在論文準備中である．（３）カイラル結晶において，電場と熱勾配の外積に平行な方向に誘起されるホール効果をケルディッシュの方法を用いて定式化し，これまで見逃されていた軌道磁気モーメントの寄与を見出した．また，具体的なモデルにおいてその大きさを評価し，検出可能であることを示した．この内容はPhysical Review Letter誌に投稿した．このほかにもカイラル磁性体における同様の非線形応答現象の定式化や，非線形輸送現象の第一原理計算による定量的評価を試みる段階まで来た．

首先，在《物理评论》杂志上发表了一篇论文，该论文在Kitaev模型的交替磁场下检查了非重新性热传输，该模型自上一年以来一直在研究。此外，我们还编写了一项研究，该研究对抗铁磁金属中神经的载体性手性引起的拓扑旋转效应，并将其发布在预印式服务器ARXIV上。今年，我们一直在促进有关三个主题的研究：（1）原子层薄膜的拓扑特性的依赖性，铁磁薄膜的薄膜薄膜的依赖性磁性层的数量的依赖性原子层的数量依赖性，（2）weil状态在co3sn2s2和3）材料中的依赖性（2）（2）电场和热梯度，我们报告已经达到了编译结果的阶段。 （1）除了去年研究的单层和两层层的结果外，还对三层膜进行了计算，并发现层依赖性的数量（例如磁性，带拓扑和传输特性）在薄膜上终止薄膜的表面原子的何时以及在SN上终止了S. S.在S. S. n n s. n s. n s. n s. n n n n n n s n s. n n n n n n n n s n s n s. n s n n n s n n n n n s n n n n n n s S. n n s. nersos n n n n n n n n n n n s S. s. （2）我们研究了魏尔状态在单层和散装系统中的磁化角的依赖性，并发现当尤其是在SN终止系统中改变磁化角时，发生拓扑转换，导致各种量子异常孔状态。该论文目前正在准备中。 （3）在手性晶体中，使用Keldysch的方法制定了与电场和热梯度相似的方向引起的大厅效应，并发现了直到现在忽略的轨道磁矩的贡献。此外，在特定模型中评估了模型的大小，并表明它是可检测的。此内容已发布到物理评论杂志上。此外，我们现在已经到达了我们试图在手性磁体中制定类似的非线性反应现象的阶段，并使用第一原理计算对非线性转运现象进行定量评估。