[トポロジー] 令和元年度採択課題

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井手上 敏也

ファンデルワールス結晶の対称性制御とトポロジカル非線形輸送

研究者
研究概要

本研究では、ファンデルワールス結晶ナノ構造において、結晶エンジニアリングを用いることによって特徴的な対称性の破れを創出することにより、素励起の波動関数の幾何学的性質やバンドトポロジーを制御し、対称性の破れに起因したトポロジカル非線形伝導現象の観測と微視的機構解明を行います。非線形電荷輸送の学理構築を行うと同時に、非電荷素励起にも着目し、トポロジカル非線形応答の包括的理解を目指します。

小澤 知己

原子・分子・光物理学におけるトポロジカル物性とその応用

研究者
研究概要

原子・分子・光物理学特有の観測方法や系作成の方法を用いて他の系では観測の難しいトポロジカル物性の現象を研究し、新現象の発見を目指します。また、多くの原子・分子・光物理学のプラットフォームが散逸・開放系であることに着目し、散逸・開放系ならではのトポロジカル現象を探索します。最終的には、特にフォトニクスに関して、非線形性・非エルミート性とトポロジーを組み合わせた有用なデバイス作成への道筋を探求します。

小門 憲太

トポロジー精密制御による革新的ネットワーク高分子材料の創出

研究者
研究概要

多孔性結晶の構成要素に有機反応を実施可能な反応性官能基を修飾しておき、細孔内に架橋剤を導入して共有結合的に強固に架橋します。この手法により、結晶の対称性と架橋剤の分子構造を基に有機ネットワーク高分子のネットワーク構造のトポロジーを精密に制御します。得られるネットワーク高分子に対してさまざまな構造解析や物性測定を行ない、数学を用いたトポロジー解析も用いて革新的な材料設計指針の確立を目指します。

谷口 耕治

有機・無機ハイブリッド系を基軸としたトポロジカルスピン材料の開発

研究者
研究概要

スキルミオンのようなトポロジカルスピン構造は、空間反転対称性の破れた系で、ジャロシンスキー・守谷相互作用と強磁性交換相互作用が競合し、スピン配置が捻じられるような状況下で誘起されます。本研究では、有機・無機ハイブリッド化合物を構成する有機分子の自由度に着目し、強磁性無機骨格への分子を介したキラリティの導入により、バルクの系の空間反転対称性の破れを制御し、新規トポロジカルスピン材料の創出を目指します。

那須 譲治

量子トポロジカル磁性体のもつ素励起の時空間的制御

研究者
研究概要

量子トポロジカル磁性体における準粒子の非一様系における実時間ダイナミクスを追跡する計算方法を確立し、準粒子の局所生成や、他の磁性体との接合によって注入されるスピン流の導入に伴う準粒子のダイナミクスを計算します。さらに準粒子を空間的に交換する時間変化を計算することで、それが持つ特殊な統計性を検証し、第一原理計算と機械学習を用いることで、量子トポロジカル磁性体となりうる物質群のデザインを目指します。

新居 陽一

トポロジカルフォノニクスと革新的な音波・熱物性の開拓

研究者
研究概要

本研究では、MHzからTHzの周波数領域におけるフォノンのトポロジカルな性質を明らかにします。低周波側ではメタマテリアルを対象とし表面弾性波のエッジモードの観測を、また高周波側では現実の物質でのトポロジカル物質を探索するとともに、熱パルス法によってトポロジカルなフォノンモードの観測に挑戦します。これらの研究によって音や熱にトポロジカルな機能を付与した革新的なデバイス創成を目指します。

林 晋

指数理論に基づく多様な形状の系のトポロジーの研究と展開

研究者
研究概要

ある種の絶縁体物質におけるトポロジーの理論的解明に取り組みます。特にK理論や指数理論といった数学の理論を用いて、多様な形状の系特有のトポロジーであって系の一部に局在した波動関数に関係するものの性質を明らかにします。従来の材料のトポロジーの理論に対し、さらに形状の観点を加えた普遍的かつ統一的な理論的基盤を構築することで、トポロジカル材料科学の体系化と発展に貢献します。

町田 理

トポロジカル超伝導体におけるマヨラナ粒子の検出と制御

研究者
研究概要

情報化社会に革新をもたらす外乱に強いトポロジカル量子計算の実現に向けて、その基盤技術であるマヨラナ粒子の検出法と制御法の確立は極めて重要な課題です。本研究では、超低温走査型トンネル顕微鏡により、一次元及び二次元トポロジカル超伝導体のエッジや渦糸芯に局在するマヨラナ粒子の検出法の確立を目指すとともに、外部磁場によるマヨラナ粒子の制御法の実現を目指します。

森本 高裕

トポロジカル物質の非線形応答および非平衡現象の理論的研究

研究者
研究概要

本研究では、非線形光学効果や非線形伝導現象などに対して、波動関数のトポロジーがどのような物性現象をもたらすかに着目し、基礎的な理論的探求と、実験に即した理論研究の双方を行っていきます。また強相関物質は多様な量子相を示すことが知られていますが、光照射など外場のもとで発生する超高速現象や非平衡定常状態において実現する新奇量子相についても研究を行います。

横田 紘子

トポロジカルプラットフォームとしての強誘電分域境界

研究者
研究概要

これまで看過されてきた誘電体や弾性体を研究対象とする場合、これら物質群に適した新しい評価手法を確立する必要があります。そこで、トポロジカル欠陥が誘起する分極や歪、屈折率の異常などの物理現象の非破壊3次元可視法の開発を行います。外部刺激に対するトポロジカル欠陥の応答および物理現象の動的挙動観察を可能とするため高時間分解能顕微システムを確立し、トポロジカル欠陥を利用した物性制御を目指します。

Le DucAnh

強磁性半導体を用いたトポロジカル超伝導状態の実現

研究者
研究概要

マヨラナフェルミオンは次世代のフォールトトレランス のトポロジカル量子計算への応用が大いに期待されています。本研究は超伝導体/半導体/Fe系強磁性半導体の材料プラットフォームで半導体材料の新しいトポロジカル性質の開拓、および大規模化に適した外部磁場を要しないマヨラナフェルミオンのゲート電圧による創出と制御方法の提案と実証を目指します。

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