【研究分野】物性Ⅰ

【研究領域課題番号】17K05497 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

励起子 / 電子正孔系 / 量子ホール系 / グラフェン / 揺動散逸定理 / 四極子 / 反強磁性 / ポリ励起子 / 多谷半導体 / 整数量子ホール系 / 非対角電流ゆらぎ / サイクロトロン共鳴 / 励起子相 / クエンチ感受率 / 量子Hall効果 / Fano効果 / フレンケル励起子 / 高スピン・低スピンクロスオーバー / 物性理論 / 励起子絶縁体 / セミメタル系 / 多体効果

【研究成果の概要】

半導体光物性と強相関電子系の分野でそれぞれ独自に進展してきた電子正孔系（エキシトニック系）の研究を、俯瞰的・統合的に発展させることを目指し、これまでにない多種多様な角度からの研究を行った。それに付随して統計力学基礎論に関する研究や新数値計算手法の開発等にも取り組んだ。その結果、グラフェンにおける超強磁場下サイクロトロン共鳴、谷構造を持つ低次元半導体におけるポリ励起子、S=1ダイマー系の四極子相と励起子相の関係、反強磁性スピンテクスチャ、量子系における揺動散逸定理の破れとサイクロトロン共鳴スペクトルの関係、クエンチ感受率の特異的な振る舞いと熱力学感受率の関係に関して成果を得た。

【研究の社会的意義】

全ての系は正電荷と負電荷を持つ粒子の集合体である．半金属や光励起された半導体で実現されるエキシトニック系（電子正孔系）はその本質を究極まで簡約した系と言え，究極の「物性基礎理論」の舞台だと言える。そこで得られた様々な成果は、必然的に物性物理学の非常に広い分野にインパクトを与える。また、本研究で副次的に得られた線形応答理論に関する一連の研究成果は、統計力学の基礎部分にも影響を与えるものになっている。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2017-04-01 - 2021-03-31

【配分額】4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)