新種のトポロジカル絶縁体の性質を理論的に解明 — 新しいトポロジカル物性を示す物質探索における指針として期待 — : 物理工学専攻　渡邉悠樹講師ら

物質のトポロジーに関しての研究は、今世紀以降世界中で積極的に行われてきたが、2016年にノーベル物理学賞がトポロジカル相の研究に授与されてから、一層活発化している。

東京大学大学院工学系研究科物理工学専攻の渡邉悠樹講師は、米ハーバード大学のVishwanath教授、マサチューセッツ工科大学のPo研究員、独マックスプランク研究所のKhalaf研究員との国際共同研究で、近年注目されている「トポロジカル結晶絶縁体」や「高次トポロジカル絶縁体」と呼ばれる一連の物質群を包括的に取り扱うことができる新理論を提案した。

　本研究では、「トポロジカル結晶絶縁体」や「高次トポロジカル絶縁体」という、ここ数年で新たに注目を集めている一連の物質群に対する包括的な理論を世界に先駆けて整備した。特に、全部で230種類ある結晶の対称性を用いて、これらの物質群に現れるトポロジーを系統的に分類し、「表面状態」の物理的性質を明らかにした。

本研究成果は、今後トポロジカル物性を示す新物質を探索していく上での指導原理となり、トポロジカル物質をメモリや集積回路などに応用した新デバイスの開発に役立つことが期待される。

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Physical Review X : https://journals.aps.org/prx/abstract/10.1103/PhysRevX.8.031070