トポロジカル半金属と格子変形や磁気テクスチャとの協奏で生じる量子現象と制御性

拓扑半金属、晶格变形和磁织构协同产生的量子现象和可控性

基本信息

批准号：
18J00189
负责人：
高嶋梨菜
金额：
$ 2.58万
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：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-25 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では,マグノンの輸送現象の提案を行い,その研究結果を学会誌と国際会議において発表した。さらに,量子スピン液体についての研究も行った。まず,マグノン輸送現象の研究について述べる。マグノンは磁性体中の集団励起の一種で,その流れはスピン流となる。マグノンスピン流はスピントロニクス分野で注目されており,デバイス応用に向けて,マグノン輸送現象の微視的な理解や輸送現象の提案は重要である。本研究では，空間反転対称性の破れた反強磁性体に着目し，マグノンスピン流の非相反的な輸送現象を提案した。より具体的には,与える温度勾配の向きによって,生じるマグノンスピン流の大きさが異なる,ダイオードのような輸送現象を明らかにした。特に鏡映対称性のない反強磁性絶縁体α-Cu2V2O7やハニカム格子をもつ反強磁性絶縁体MnPS3については,中性子散乱などで得られている物質定数を用い,温度・磁場依存性などの定量的な解析を行った。これらの物質に即した解析は,現象の実験的実現に向けた重要な足がかりになると考えられる。次に,量子スピン液体の研究について述べる。キタエフスピン模型は,量子スピン液体状態を示し,トポロジカル量子計算への応用などに向け,精力的に研究が行われている。キタエフスピン模型に磁場の作用を加えることによって,量子化された熱ホール効果を示すトポロジカル秩序相を示すことが知られている。候補物質に対する磁場印加実験だけでなく,理論的にも新規なトポロジカル相が提案されていることから,磁場下のキタエフスピン模型の性質を理解することは急務である。そこで本研究では,マヨラナフェルミオン表示を用いた平均場近似を用いて,高磁場下のキタエフスピン模型の相を調べた。具体的には,異なる角度の磁場を印加した際のトポロジカル状態としての特徴や励起構造などを明らかにした。

在这项研究中，我们提出了镁质的运输现象，并在学术期刊和国际会议上介绍了研究结果。此外，还对量子自旋液体进行了研究。首先，我们将讨论有关木魔传输现象的研究。木蛋白是磁性材料中一种集体激发的类型，其流量变为自旋电流。镁旋转电流引起了自旋磁场的注意，重要的是要了解磁杆传输现象并提出用于设备应用的传输现象。在这项研究中，我们专注于具有断裂的空间反演对称性的抗铁磁铁，并提出了镁旋转电流的非转向转运现象。更具体地说，显示出类似二极管的转运现象，其中发生的无质旋转电流的大小取决于给定的温度梯度的方向。特别地，对于抗铁磁绝缘子α-CU2V2O7，它没有镜像对称性和抗磁管绝缘子MNPS3（具有蜂窝状晶格，对温度和磁场依赖性的定量分析），是使用中子散射获得的材料常数进行的。基于这些物质的分析被认为是实现现象实现的重要垫脚石。接下来，我们将讨论量子自旋液体的研究。 Kitaev自旋模型显示了量子自旋液态，并正在积极研究拓扑量子计算中的应用。众所周知，它表现出拓扑排序的相，该相通过将磁场的作用应用于Kitaev Spin模型，从而表现出量化的热道效应。从理论上讲，不仅提出了磁场应用于候选材料的实验，而且还提出了新的拓扑阶段，因此迫切需要了解磁场下的基塔夫自旋模型的性质。因此，在这项研究中，我们使用Mayorana fermion显示器使用平均磁场近似研究了Kitaevspin模型的阶段。具体而言，当应用不同角度的磁场时，拓扑状态的特性和激发结构被阐明。