独断と偏見で選ぶ、2018年の物性系論文Top10

【イントロ】
今年も1年が過ぎました。
あっという間でした。
ほんとうに、あっという間。。。

そんな今年も、いろんな論文がありました。
すごい論文からヤバイ論文まで盛りだくさん。
巷では、Nature、Science、Physical Review、Physics.orgといった雑誌や固体量子さんが年間で話題になった研究を特集しています。

今年は趣味として毎月気になった物性系の論文をまとめる記事を作成しました。
振り返ってみると、全部で1637本の論文・記事を当ブログに掲載しました。
暇ですね。。。
そこで、その中から独断と偏見で選ぶ今年の論文TOP10を選んでみました。

記事中の図は、該当する論文のArxiv版からの引用です。
それでは、いってみましょう(^o^)/

【今年の気になった論文ランキング】

第10位

「ICSDに登録された26938個の物質をトポロジカルに分類する。」という物質の分類に関する論文です。1736ページ(pdfにして111MB)、3725の図表からなる論文で2861個のトポロジカル絶縁体と2936個のトポロジカル半金属を発見したすごい研究です。自然界の24％の物質がトポロジカル物性らしいとのことで、犬も歩けばトポロジカル物質に当たりそうです。ワンワン。今年は磁気空間群や多極子などトポロジカル分類理論(１、２、３など)がたくさんでました。とはいえ、カタログを作ってしまうと反例が一つ見つかった場合に全部怪しくなりそうですが、大丈夫なのかな？

図1、トポロジカル物質のリスト。これが1000ページ位続く。。。

第9位

今年はAIブームで、それに合わせたように物質科学ｘ機械学習・ディープラーニングの論文がたくさん出てきました。たとえば「機械学習で超伝導転移温度を予測する」といった論文とかすごいですね。流行りに乗っかってスキルを身に着けて、業績をつみあげるのも大切です。本当は流行を生み出したいですが。とはいえ、なにか新しい物理はでてくるんでしょうか（素人並？

図2、最先端技術を用いた回帰分析による超伝導転移温度の予測

第8位

「Bi2212上の単層CuO2は超オーバードープ状態？」ということを提案した論文がでてて面白かったです。STM実験で観測されたs波超伝導的振る舞いが、表面における超オーバードープ領域に現れる新しい超伝導相として理解できるという論文です。間はどうなっているんでしょうか？強磁性相が現れるんでしょうか？とにかくバルクで実現して、どうぞ。

図3、超オーバードープ領域の銅酸化物相図。バルクで実現してほしい。

第7位

「T'型銅酸化物Nd2CuO4薄膜はアニールするとキャリアドープされている」という、ノンドープ超伝導（ドープされていないとは言ってない）論文です。これまで電子ドープ型の銅酸化物薄膜ではノンドープで超伝導が起きているという説が提唱されていましたが、X線吸収分光により、Ce置換なしでもキャリアドープされている可能性が観測されました。超伝導になるかならないかギリギリのところにあるのは間違いないのでしょうが、これまで輸送特性測定が主流だったテーマで光電子分光測定が行われたことで文明開化した感があります。実際のキャリア量を見ることのできる光電子分光はやはり強いですね。

図4、Ceを置換しなくても化学ポテンシャルがシフトしてしまっている

第6位

「α－RuCl3におけるマヨラナ量子化による半整数量子熱ホール効果」が報告されました。すごい実験技術の賜物ですね。量子ホール状態における量子熱ホール効果はほぼ同時に報告されていましたが、固体で追試できるグループ、物質はあるのかな？
今年はマヨラナ粒子がほぼ毎月発見されるくらい大人気のテーマでした。量子コンピュータに使えるかな～～

図5、熱ホール効果によるマヨラナ粒子の歴史的な発見(N回目）

第5位

「ウルトラ量子トポロジカル物質ZrTe5におけるLog周期量子振動の発見」がスゴイと思うんですが、あまり話題にならないですね。信憑性うすいのかな？謎のメカニズム解明に期待です。ウルトラという名前がかっこいいです。ZrTe5は組成に関して闇の深い物質ですが、興味深い物性がたくさん出て面白いですね。

図6、ZrTe5の不思議なLog周期量子振動

第4位

今年の完全にヤバイ研究の一つ、「銀粒子を金に埋め込むとマイナス４０℃超伝導」が出版されました。後に、実験データのノイズが全て同じと指摘されたり、BCS理論の範疇じゃそんな高温にならねぇよとか、再現できねぇよとかいろいろ関連論文が出るほど人気な怪しい論文で最高です。真偽の程は一体（白目）。

図7、ノイズにまで再現性のある金銀ナノ粒子超伝導

第3位

なんといっても、「LaHxの高圧下超伝導が転移温度215～280Kを実現」が衝撃的でした。最終的にはPRLにアクセプトされたようですが、ほぼ室温を実現した水素化合物の高圧下超伝導は一つのマイルストーンとなりそうです。高圧下の実験をいろんなグループが追試するのは難しいので、強相関電子系(笑)も頑張れといった趣です。

図8、歴史的な260K超伝導転移温度の瞬間

第2位

「マジックアングルグラフェン」(ﾟ∀ﾟ)ｷﾀｺﾚ!!
グラフェンを1.1°だけずらして重ねると、モアレ構造が生み出す新たな周期性が、二層グラフェンをモット絶縁体に変化させます。そこにゲート電圧制御によりキャリアをドープすると銅酸化物に似た相図になるというヤバみのある研究です。
実験もすごいですが、名だたる理論家のみなさんが軒並みこのテーマで論文を出したり、似たような遷移金属ダイカルコゲナイドでも同様の研究が行われたり、ファンデルワールスヘテロ接合物質として今年一番のHotなテーマと言っても過言ではないです。Natureの今年の研究10選にも選ばれていました。
著者のY.Caoはまだ22歳のPhD学生です。
天才ですね。まあ、グーパンで勝てますが、グーパンで。
また、共著者のWatanebe & Taniguchi 先生(NIMS)は毎週Nature、Science、PRL、Nano Letterといった高IF論文誌に名を連ねていて、今年最も影響のある研究を支えた存在と言えると思います。

図9，モアレ構造による周期性がグラフェンの電子に不思議な影響を与える(自作図)

第1位

今年一番の問題作「2063±114Kの脳内超伝導の可能性」が年末に登場。アクロバットなロジックを見せるアブストと、脳に4端子を付けてI-V特性を測るマッドサイエンティスト感、そしてまさかの査読付き論文掲載決定済みというトンデモ界の新星とも言える最高の論文です。この論文のインパクトが強すぎて、他のが霞んでしまいました。。。来年はモットすごいのを期待しています！！！

図10、マッドサイエンティストぽさのある脳の4端子測定の模式図

以上が、今年の論文の中で特に印象が深かった論文たちです。

やっぱ、超伝導なんだよな～～(^o^)
来年も面白い研究がたくさん生まれることを期待して、この一年を締めくくりたいと思います。良いお年を～～

おまけ：今年お気に入りの本たち