凝縮系理論研究室

About研究室について

物質のトポロジーが生む、新しい量子現象を探る。

凝縮系理論研究室は、トポロジーという数学の考え方で特徴づけられる物質の量子現象を、理論的に研究しています。
トポロジカル絶縁体では表面での電気伝導や電磁応答を、トポロジカル超伝導体では接合系で見られる現象や基礎的な特性を調べています。
トポロジカル半金属では、基礎物性の解明から具体的な物質を想定したデバイス動作原理の提案まで取り組んでいます。
分数量子ホール絶縁体では、トポロジカル量子計算を念頭に基礎的な性質を研究しています。

Research研究テーマ

この研究室は、トポロジーで特徴づけられるトポロジカル物質を対象に、表面や接合で現れる電気伝導や電磁応答、量子状態を理論的に研究しています。絶縁体、超伝導体、半金属、分数量子ホール絶縁体と、物質の種類ごとに基礎的な性質の解明を進めています。

トポロジカル絶縁体の表面状態↗

表面状態はディラック方程式で記述され、通常の金属とは異なる性質を示します。表面の電気伝導（乱れや相互作用の効果）、電磁応答、スピントロニクスへの応用を理論的に研究しています。

※イメージ画像

トポロジカル超伝導体↗

3次元トポロジカル超伝導体の表面状態は、マヨラナ粒子として記述されます。量子コンピュータ実現の鍵として研究される粒子で、接合系で見られる現象や基礎的な特性の理解を目指しています。

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トポロジカル半金属↗

バルクに線形分散を持つ物質で、ディラック半金属やワイル半金属があります。普遍的な基礎物性の解明から、カゴメ層状物質Co3Sn2S2などを想定したデバイス動作原理の提案まで取り組んでいます。

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分数量子ホール絶縁体とエニオン↗

強磁場下で電子が2次元系に閉じ込められると現れる量子状態です。準粒子は分数電荷を持ち、エニオン統計に従います。トポロジカル量子計算を念頭に、基礎的な性質を研究しています。

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