JPS Hokkaido Branch

 

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2021年(1月〜12月)の北海道支部講演会一覧

Dec 31, 2021


日本物理学会北海道支部講演会

2021年(1月~12月)
2.
日時:2021年12月23日(木) 15:00-16:00
場所:北海道大学理学部5号館3-04
共催:第273回エンレイソウの会
講演題目:α-Mnの高圧物性
講師:小林 達生(岡山大学理学部)


要旨:単体金属は一般に単純な結晶構造(bcc, hcp もしくはfcc)をもつ場合が多いが,Mnの常圧・室温における安定相であるα相はunit cellに29個の原子を含む複雑なbcc構造(I-43m)である。Mn原子は結晶学的に異なる4つのサイトからなり,TN = 95 K以下で反強磁性秩序を示す。当研究グループでは,最近,二つの磁気秩序相からなる特徴的な圧力-温度相図を決定した。[1] 圧力誘起磁気秩序相(P > 1.4 GPa)では,小さい自発磁化(~0.02 µB/Mn)が発生しており,それに伴う大きな異常ホール効果を発見した。[2] 今年,高圧下中性子散乱実験を行い,圧力誘起弱強磁性相が強磁性と同じ既約表現をもつ秩序状態であることが明らかになり,ベリー曲率による異常ホール効果であることを強く支持する。弱強磁性相は4.2 GPa で急激に消失するが,そこでは電気抵抗は50 mK < T < 10 Kの広い温度範囲でT5/3 に従い,量子臨界性を示している。これは強磁性ゆらぎを考えたSCR理論で予測された非フェルミ液体的振舞いであり,反強磁性相互作用が支配的と考えられる系で現れていることが興味深い。ダイヤモンドアンビルセルを用いた電気抵抗測定による,超高圧下での超伝導探索についても紹介する。


References
[1] T. Sato et al., JPS Conf. Proc. 30, 011030 (2020)
[2] K. Akiba et al., Phys. Rev. Research 2, 043090 (2020)

世話人:日高宏之
(北海道大学大学院理学研究院物理学部門)


1.
日時:2021年12月15日(水) 14:45-16:15
場所:北海道大学工学部 オープンホール
共催:第272回エンレイソウの会
題目:駆動された量子系と幾何学効果
講師:岡 隆史(東京大学 物性研究所)

要旨:トポロジーに代表される微分幾何学の考え方は、現代の凝縮系物理学において大切な役割を果たしています。 平衡系では、量子状態の幾何学的性質が例えば量子ホール効果などのエキゾチックな現象とどのように関係しているのかは、よく理解されております。一方で、現在は非平衡系、例えば、外場によって駆動された動的な系などの研究も非常に盛んになっています。それらの系においても、幾何学と関係した未知の現象が平衡系と同等かそれ以上に豊富に存在すると考えられますが、その全貌はまだ分かっていません。数ある非平衡系の中でも、レーザー電場で駆動されたディラック物質は、実験・理論の両面からの研究が可能であり、未知の非平衡現象を調べる上で理想的な系となっています。理論的にも、初等量子物理の知識のみで新しい現象を探索することができる一方で、量子異常やカイラル磁気効果など、高エネルギー物理学に由来した現象の非平衡状態への拡張につながるなど、深くそして広い研究が可能です。本講演では、円偏光レーザー電場照射下のディラック電子系で見られる現象として、フロッケ・ワイル半金属と、幾何学効果を伴うトンネル励起についてできるだけ初等的に説明します。
世話人:小布施秀明
(北海道大学大学院工学研究院応用物理学部門)


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「Nematic superconductivity in topological materials」
Anne de Visser 氏

Oct 21, 2019


日本物理学会北海道支部講演会

講演題目: Nematic superconductivity in topological materials
講 師 : Anne de Visser 氏
      Van der Waals-Zeeman Institute, University of Amsterdam, The Netherland
日 時 : 2019年10月21日 (月) 16:30 - 17:30
場 所 : 北海道大学理学部5号館5-206
要 旨 :
Topological insulators have generated a wide research interest, because they offer access to novel quantum states with unprecedented properties. Most interestingly, the concept of topological insulators can be transferred to superconductors, where the superconducting gap plays the role of the band gap of the insulator. Topological superconductors are predicted to have an exotic Cooper-pair state in the bulk and gapless Andreev bound states at the surface (Majorana modes), and therefore offer new, challenging routes to test theories of unconventional superconductivity. In this presentation I will focus on the recent developments in superconducting Bi2Se3-based crystals, where field-angle dependent measurements of the transport, thermal and magnetic properties have revealed a spontaneous breaking of the rotational symmetry [1,2,3]. The rotational symmetry breaking in the macroscopic superconducting properties is explained in terms of nematic superconductivity, that is associated with a two-component superconducting order parameter (Eu representation) [4]. The experimental results provide solid evidence for unconventional superconductivity with an odd-parity spin-polarized triplet Cooper-pair state (Δ4-pairing),that was recently proposed for rhombohedral topological superconductors [5].

[1] Y. Pan et al., Sci. Rep. 6, 28632 (2016).
[2] S. Yonezawa et al., Nature Phys. 13, 123 (2017).
[3] T. Asaba et al., Phys. Rev. X 7, 011009 (2017).
[4] J. Venderbos et al., Phys. Rev. B 94, 180504R (2016).
[5] L. Fu, Phys. Rev. B 90, 100509R (2014).


世話人 網塚 浩

(北海道大学大学院理学研究院 物理学部門)


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「密度行列のダイナミクスにおける非エルミート行列の例外点 」
羽田野 直道 氏

Oct 15, 2019


日本物理学会北海道支部講演会

講演題目: 放射光X線と中性子散乱の相補利用を通した局所反転対称性のないf電子系 化合物の研究
講 師 : 羽田野 直道 氏
      東京大学 生産技術研究所
日 時 : 令和元(2019)年10月15日(火) 13:30〜
場 所 : 北海道大学工学部A棟 A1-17
要 旨 :
非エルミート系の例外点とは、パラメータ空間において2つ以上の固有値が一致するだけでなく、それらの固有ベクトルも平行になる点です。行列のランクが下がり、対角化不可能でジョルダン標準形に帰着されます。一般にp個の固有ベクトルが平行になってしまう点をp次例外点と呼びます。そこではダイナミクスが通常の場合と異なります。多くの場合、2次元パラメーター空間上では2次例外点が「点」として存在し、3次以上の例外点は、より高次元のパラメーター空間にしか存在しません。ところが本研究[1]のモデルでは、Lindblad方程式の対称性のため、2次元パラメータ空間で2次例外点が「線」を成し、2つの例外「線」が交差する点が3次例外点となることを示します。パラメータの詳細な調整が必要なく、実験的に検出するのに便利な例です。
[1] N. Hatano, Exceptional points of the Lindblad operator of a two-level system, Mol. Phys. 117, 2121--2127 (2019)

世話人 小布施 秀明

(北海道大学大学院工学研究院応用物理学部門)


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「Experimental signature of the attractive Coulomb force between positive and negative magnetic monopoles in spin ice」
Carley PAULSEN 氏

Oct 02, 2019


日本物理学会北海道支部講演会

講演題目: Experimental signature of the attractive Coulomb force between positive and negative magnetic monopoles in spin ice
講 師 : Carley PAULSEN 氏
      Institute of Neel, CNRS, Grenoble, France, Director of Research
日 時 : 令和元年10月2日 (水) 10:30~11:30
場 所 : 室蘭工業大学 教育研究1号館 A324 室
要 旨 :
Thermal physics, electrical engineering, chemistry and biochemistry are essentially determined by the Coulomb interaction of quasiparticles. Such quasiparticles are not real and cannot be interrogated by the methods of particle physics. So how do you prove experimentally that two quasiparticles interact via Coulomb’s law ? In this talk I will show how this can be done for magnetic, rather than electric quasiparticles. By freezing spin ice to 65 mK we create (+ -) pairs of emergent magnetic monopoles which we then separate with a magnetic field. Our experiment is arranged to make the magnetic current exactly analogous to an electrical current, and we observe a current that grows exponentially with the square root of the applied field. A non-Ohmic current that grows exponentially with the square root of applied electric field is well known from thermionic emission, electrolytes and semiconductors. It is a universal signature of the attractive Coulomb force between positive and negative electrical charges, which is revealed as the charges are driven in opposite directions by the force of an applied electric field.
世話人  関根 ちひろ
(sekine@mmm.muroran-it.ac.jp)
室蘭工業大学大学院工学研究科しくみ情報系領域/情報電子工学系専攻


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「高温超伝導ルネサンス−ノンドープ超伝導体の発見と新しい電子相図」
内藤 方夫 氏

Sep 20, 2019


日本物理学会北海道支部講演会

講演題目: 高温超伝導ルネサンス−ノンドープ超伝導体の発見と新しい電子相図
講 師 : 内藤 方夫 氏
      東京農工大学工学部物理システム工学科
日 時 : 令和元年9月20日 (金) 16:30~18:00
場 所 : 北海道大学工学部C棟C214室
共 催 : 第264回エンレイソウの会
要 旨 :
銅酸化物高温超伝導体の発見(1986年)から30年余が経過するが,その超伝導 発現機構に関して皆が納得するような理解は得られていない.そのような状況に あっても,「超伝導は反強磁性絶縁体母物質へのキャリアドーピングにより発現 する」というフレーズは多くの研究者の認めるところであった.例えば, BednorzとMullerにより最初に発見されたLa2-xBaxCuO4は,母物質のK2NiF4構造 (略称T構造)La2CuO4のLa3+をBa2+で置換した「正孔ドープ超伝導体」(Tc ~ 30 K)である.逆に,La2-xCexCuO4は,母物質のNd2CuO4構造(略称T’構造) La2CuO4のLa3+をCe4+で置換した「電子ドープ超伝導体」(Tc ~ 30 K)である.  現在,教科書的に信じられている高温超伝導体の電子相図(超伝導転移温度 (Tc)やネール温度(TN)などの特性温度のドープ量x依存性)からは,超伝導が正 孔・電子ドーピングいずれによっても発現し,おおよそ「正孔・電子対称性」が 成立しているように見てとれる.この相図に基づいて,「キャリアをドープして いない母物質は反強磁性モット絶縁体であり,適量のキャリアドーピングにより 超伝導が発現する」という「ドープされたモット絶縁体」描像が提唱された.そ して,強い電子相関描像から超伝導発現機構にアプローチする流れができあがっ ていった.  これに対し,我々のグループでは,2003年以降,T’構造を持ち,少なくとも 化学式上は母物質のままの「ノンドープ超伝導体」を次々と合成した.分子線エ ピタキシー(MBE)法をはじめとする高度な薄膜成長手法を物質合成に適用して得 られた成果である.ノンドープ超伝導体が薄膜の形で合成・発見されたのには, 「銅−酸素の化学結合が弱い」という銅酸化物超伝導体の物質科学的な特徴が大 きく関係している.  さらに2009-2010年になると,電子相関を顕わに扱える動的平均場理論(DMFT) と,局所密度近似(LDA)を組み合わせた第一原理計算によって,銅に酸素が八面 体六配位したT構造と,同じく平面四配位したT’構造の「配位の差による電子構 造の違い」を予測できるようになった.Rutgers大のグループは, T-La2-xSrxCuO4とT’-Nd2-xCexCuO4に対してDMFT計算を行い,母物質T-La2CuO4 とT’-Nd2CuO4の基底状態が異なることを示した.反強磁性秩序を起こさず常磁 性状態が維持されると仮定したとき,T構造の母物質T-La2CuO4は電荷移動型絶縁 体,T’構造の母物質Nd2CuO4は常磁性金属になるという結論である.T’構造の 母物質が超伝導性を示すという我々の実験結果と基本的には整合する.  これらの結果の解釈に関しては,未だ論争が続いているが,将来のさらなる研 究によってノンドープ状態での超伝導発現が確立すれば,高温超伝導の発現機構 と物理を理解する流れの一つのターニングポイントとなるであろう.本表題中の 「ルネサンス」は,銅酸化物超伝導研究における原点回帰と多様性の復興を意図 したものである.
世話人  迫田 將仁
(sakodam@eng.hokudai.ac.jp)
北海道大学大学院工学研究院応用物理学部門


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