ワイが面白いと思った論文はこれだ！～2024年まとめ～

 【イントロ】

1年早すぎる。

これが相対性理論てやつですね。

巷ではAIの進化が猛威をふるった1年でした。

今年も2024年にCond-matに報告された論文の中で興味深かった論文をまとめてみました。

毎年面白い論文が多すぎる！

【方法】

1年間のブログ記事を見返して、面白かった論文を選抜しました。

基準は霊感です。

AI、かかってこいよ！！！

【本文の前に】

2024年1月から12月の間に、Cond-matには約2.2万本の論文が投稿されたようです（ぶひん調べ）

その中から、本ブログにメモした論文は3077本。

約14％の論文が琴線に触れたみたいです。

こいつちょろすぎるな。。。

メモしただけでアブストしかほとんど読んでないですが、まあ毎日ワンピースやコナンの続きがWebで無料アップされてたらチェックしちゃいますよね。。。

【気になった論文たち】

１，一番刺激的だった論文

誘電率とエネルギーギャップの普遍的関係

Universal relation between energy gap and dielectric constant

https://arxiv.org/abs/2401.04180

”量子重み”の提案

Quantum weight

https://arxiv.org/abs/2401.13847

構造因子に対する量子幾何による制限

Geometric bound on structure factor

https://arxiv.org/abs/2412.02656

昨年の論文の中で個人的に一番興味深かったのは、MITのOnishi&Fuによる一連の研究、特に絶縁体のエネルギーギャップと誘電率の関係を明らかにした研究と、基底状態の量子ゆらぎの大きさの指標となる”Quantum Weight"の概念を提案、そして量子幾何が構造因子を制約することを指摘した３論文です。Onishi&Fuは昨年から、トポロジカル絶縁体のギャップサイズがチャーン数の大きさによってキャップされる関係を発見するなど、エネルギーギャップと各種物理量の関係性を明らかにしており、興味深い方向性を切り開いています。

理論で提案されている物理量が光学測定で求まる値なのも良いですね。

物理量の上下限を定める関係性は実用上も重要となると考えられ、今後の研究の発展にも期待です。

エラーバーがでかすぎて苦笑

関連研究（別グループ）

ニュートンの法則からトポロジカルギャップの上限を定める

A Bound on Topological Gap from Newton's Laws

https://arxiv.org/abs/2407.17603

２，トンデモねぇ論文枠

太陽光合成銅酸化物のおける室温超伝導の観測

Signatures of room-temperature superconductivity emerging in two-dimensional domains within the new Bi/Pb-based ceramic cuprate superconductors at ambient pressure

https://arxiv.org/abs/2401.02642

磁場選別グラファイトナノ粒子における室温超伝導

Magnetic field sorting of superconducting graphite particles with Tc>400K

https://arxiv.org/abs/2410.18020

トンデモねぇ論文としては、この２つ。太陽光で合成した銅酸化物超伝導体が室温超伝導を示すと主張する論文と、磁場で選別したグラファイトナノ粒子が400K超伝導を示すという論文です。

どちらも夢がある。

人類の未来は明るい。

AIは早くこの論文の真偽を明らかにしてください。

太陽光の力

ナノ粒子バンザイ

と、2つの論文で優勝が決まったかと思ったのですが、年末に飛び込んできたダークホース。

エキシトンBEC媒介高温超伝導体の発見

Possible High temperature Superconductivity above 200K mediated by Bose Einstein Condensation of exciton

https://arxiv.org/abs/2412.15003

エキシトン媒介高温超伝導を主張する熱い論文が年末に飛び込んできました。

サンプル名を本文中に記載しない、ガチ感のある論文。

本当ならば新たな研究ブーム待ったなし。

今後の展開に目が離せません

今年も室温超伝導が見つかり、超伝導業界の未来は明るい！

その他

そして、LK-99は終わらない。。。

Possible Meissner effect near room temperature in copper-substituted lead apatite

https://arxiv.org/abs/2401.00999

Indications of superconductivities in blend of variant apatite and covellite

https://arxiv.org/abs/2406.17525

Observation of diamagnetic strange-metal phase in sulfur-copper codoped lead apatite

https://arxiv.org/abs/2403.11126

血液グラフェンの作製

Blood Works for Graphene Production

https://arxiv.org/abs/2404.18045

高温超伝導体といえば、イリジウム置換マンガン酸化物薄膜超伝導はどうなったのでしょう？

基盤A、研究経費5000万円の成果を国民に還元いただくことを期待しています。本物でもアーティファクトでもね。

３，鉄系超伝導

ホールドープ系鉄系超伝導体における分数化量子渦の観測

Direct observation of quantum vortex fractionalization in multiband superconductors

https://arxiv.org/abs/2407.18610

Observation of single-quantum vortex splitting in the Ba1−xKxFe2As2 superconductor

https://arxiv.org/abs/2408.05902

鉄系超伝導体で興味深かったのは、ホールドープ系で観測された、量子渦の分数化現象の観測です。2023年にStanford大のIguchiらによって非量子化量子渦が観測されていましたが、今回の中国グループの報告によって、1つの量子渦が2つに分かれていることが報告されました。また組成もZ2超伝導状態が生じているという特定の組成でのみ報告されていた現象が、ホールドープエンドのKFe2As2でも観測されたことから、この分数化現象が時間反転対称性の破れたマルチバンド系で普遍的に生じる可能性を示していると考えられます。

量子渦の磁束が整数量子化するのは昭和脳！

令和の量子渦は分数化します！

その他

鉄セレンテルル薄膜におけるネマティック量子臨界点の非フェルミ液体的挙動

Non-Fermi liquid transport and strong mass enhancement near the nematic quantum critical point in FeSexTe1−x thin films

https://arxiv.org/abs/2412.18787

ギャップレススピン偏極超流動状態、いわゆるSarma状態の実現

Experimental discovery of Sarma state in atomically thick superconducting FeSe films under high magnetic fields

https://arxiv.org/abs/2412.15850

イオンゲート制御FeSe薄膜におけるオペランド超流動密度測定

Correlation between unconventional superconductivity and strange metallicity revealed by operando superfluid density measurements

https://arxiv.org/abs/2409.18515

アモルファスShiba状態の実現

Signatures of Amorphous Shiba State in FeTe0.55Se0.45

https://arxiv.org/abs/2408.16598

鉄セレンテルルにおけるBCS-BECクロスオーバーは存在しない

Absence of BCS-BEC Crossover in FeSe0.45Te0 55 Superconductor

https://arxiv.org/abs/2407.20771

単層FeSe/STOにおける格子サイズペア密度波の可視化

Visualizing uniform lattice-scale pair density wave in single-layer FeSe/SrTiO3 films

https://arxiv.org/abs/2406.05693

3次元量子グリフィス状態の実現

Three-dimensional quantum Griffiths singularity in bulk iron-pnictide superconductors

https://arxiv.org/abs/2406.10193

クーパー対密度変調状態の発見

Observation of Cooper-pair density modulation state

https://arxiv.org/abs/2404.10046

単層FeSe/STOにおける単位胞内超伝導変調の発見

Observation of intra-unit-cell superconductivity modulation

https://arxiv.org/abs/2404.16683

Li挿入FeSe薄膜におけるスピン偏極超伝導状態の可能性

Possible spin-polarized Cooper pairing in high temperature FeSe superconductor

https://arxiv.org/abs/2405.10482

トポロジカルディラック半金属LiFeAsにおける歪制御マヨラナゼロモードの観測

Observation of Majorana zero modes emerged from topological Dirac semimetal states under uniaxial strain

https://arxiv.org/abs/2411.01585

４，銅酸化物

銅酸化物超伝導体YBCOにおける光誘起反磁性の観測

Magnetic field expulsion in optically driven YBa2Cu3O6.48

https://arxiv.org/abs/2405.00848

出ました。かねてよりCavalleri研により提唱されていた銅酸化物の光誘起室温超伝導。これまで超高速分光における光誘起による反射率の変化をベースに非平衡超伝導現象の可能性が提案されていましたが、反論も多く、異なる超伝導の証拠が求められていました。今回Cavalleriらは巧妙な実験系を設計し、YBCOにおいて光誘起による超巨大反磁性が生じることを観測することに成功しました。なんということでしょう。当然他グループによる追試が待たれますが、もし本当であれば銅酸化物超伝導研究、いや室温超伝導を求める超伝導研究のマイルストーンとなる研究でしょう。

その他

ヤン=ザーネン博士逝去

The Smoke of Zaanen

https://arxiv.org/abs/2402.00577

水銀系銅酸化物のSTMによる巨大ギャップの観測

Unprecedentedly large superconducting gap in HgBa2Ca2Cu3O8+δ with the highest Tc at ambient pressure

https://arxiv.org/abs/2401.17079

ショット雑音STM測定による擬ギャップエネルギーとクーパー対形成温度の一致の実証

Equivalence of pseudogap and pairing energy in a cuprate high-temperature superconductor

https://arxiv.org/abs/2409.15928

水銀系銅酸化物の超アンダードープ領域の磁気状態は他の銅酸化物と違ってる

Gapped commensurate antiferromagnetic response in a strongly underdoped model cuprate superconductor

https://arxiv.org/abs/2412.03524

ホール＆電子系銅酸化物超伝導体におけるCDW状態の普遍性の発見

Unified Description of Charge Density Waves in Electron- and Hole-doped Cuprate Superconductors

https://arxiv.org/abs/2407.15750

どこにでもCDWがある！

５，ニッケル酸化物超伝導

ニッケル酸化物高圧超伝導体のバルク超伝導の実現

Bulk high-temperature superconductivity in the high-pressure tetragonal phase of bilayer La2PrNi2O7

https://arxiv.org/abs/2407.05681

ニッケル酸化物薄膜超伝導におけるTc=35Kの実現

High-temperature Superconducting Oxide without Copper at Ambient Pressure

https://arxiv.org/abs/2410.00144

ニッケル酸化物高圧超伝導体の薄膜化の実現

Signatures of ambient pressure superconductivity in thin film La3Ni2O7

https://www.nature.com/articles/s41586-024-08525-3

Ambient-pressure superconductivity onset above 40 K in bilayer nickelate ultrathin films

https://arxiv.org/abs/2412.16622

銅酸化物、鉄系超伝導に次ぐ第三の超伝導体として注目を集めるニッケル酸化物超伝導。

ニッケル酸化物超伝導には薄膜超伝導と高圧超伝導の2つの方向性がありますが、今年も進捗が見られました。

まず、これまでバルク超伝導なのか議論が起きていた高圧超伝導において、組成を最適化することで結晶構造が安定化し、バルク超伝導が実現することが確認されました。

また、薄膜超伝導においても組成の最適化によりTc=30Kを超える超伝導転移が観測されました。ベンチマークとなる最初の銅酸化物超伝導体の転移温度を超えたことで、ニッケル酸化物の可能性がさらに拡大したことになります。

更に年末には、高圧超伝導体を薄膜化することでも超伝導が生じることがスタンフォード大のグループによりNatureに報告され、その後すぐに中国グループも独立した形で薄膜化の成功を報告しました。後者の論文ではNature論文が引用されていないなど、バチバチのバチです。

未だ決定的な測定が出てきていない超伝導ギャップ対称性の報告、そしてさらなる高超伝導転移温度の実現に期待です。

高圧超伝導のバルク超伝導の実現

ニッケル酸化物薄膜における初のTc=30K超え

その他

ニッケル酸化物薄膜超伝導体のARPES

Cuprate-like Electronic Structures in Infinite-Layer Nickelates with 3D dispersion

https://arxiv.org/abs/2403.07448

Electronic Structure of Superconducting Infinite-Layer Lanthanum Nickelates

https://arxiv.org/abs/2403.07344

ニッケル酸化物薄膜超伝導における母物質は超伝導体である

Superconductivity in PrNiO2 infinite-layer nickelates

https://arxiv.org/abs/2410.16147

Superconductivity in the parent infinite-layer nickelate NdNiO2

https://arxiv.org/abs/2410.02007

NV中心磁力計によるニッケル酸化物高圧超伝導体のマイスナー効果の観測

Probing the Meissner effect in pressurized bilayer nickelate superconductors using diamond quantum sensors

https://arxiv.org/abs/2410.10275

６，交代磁性

RuO2は交代磁性体なのか論争

RuO2は交代磁性の可能性あるよ

Observation of Giant Spin Splitting and d-wave Spin Texture in Room Temperature Altermagnet RuO2

https://arxiv.org/abs/2402.04995

Altermagnetic Polar Metallic phase in Ultra-Thin Epitaxially-Strained RuO2 Films

https://arxiv.org/abs/2405.05838

Altermagnetic Spin-Splitting Magnetoresistance

https://arxiv.org/abs/2412.18220

Electrical Manipulation of Spin Splitting Torque in Altermagnetic RuO2

https://arxiv.org/abs/2412.17013

Probing the Néel order in altermagnetic RuO2 films by X-ray magnetic linear dichroism

https://arxiv.org/abs/2412.17016

Confinement-induced altermangetism in RuO2 thin films

https://arxiv.org/abs/2412.15377

Unveiling the nonrelativistic spin current polarization in an altermagnet

https://arxiv.org/abs/2412.18937

はぁ？RuO2は非磁性体だよ

Nonmagnetic Ground State in RuO2 Revealed by Muon Spin Rotation

https://arxiv.org/abs/2403.10028

Absence of magnetic order in RuO2: insights from μSR spectroscopy and neutron diffraction

https://arxiv.org/abs/2405.10820

Fermi-liquid behavior of non-altermagnetic RuO2

https://arxiv.org/abs/2407.11148

Absence of altermagnetic spin splitting character in rutile oxide RuO2

https://arxiv.org/abs/2409.13504

Crystal structure and absence of magnetic order in single crystalline RuO2

https://arxiv.org/abs/2410.05850

Revisiting altermagnetism in RuO2: a study of laser-pulse induced charge dynamics by time-domain terahertz spectroscopy

https://arxiv.org/abs/2412.11240

交代磁性。それは強磁性、反強磁性体に次ぐ第三の磁性体として注目を集める新しいカテゴリです。その中でも注目を集めているのがRuO2です。この物質は交代磁性体であると予言され、その予測と矛盾しないバンド構造のスピン分裂が観測されたことから集中的な研究が行われました。しかし、その後の研究から、「実際はこの物質は交代磁性体ではなく、そもそもバルクでも薄膜でも非磁性体だ」と主張する論文が報告され、にわかに暗雲が漂い始めました。その後も否定的な研究が複数のグループから報告される一方、「いや、やっぱり薄膜だと交代磁性体っぽい現象がみられる」という報告も相次ぎ混迷を極めています。

同じ薄膜でも異なる結論が出ている以上、比較条件を揃えて議論を進めてほしいものです。

この論争、2025年は決定打が出るでしょうか？

単結晶RuO2にはMuSRで磁気秩序が見られない

その他

CrSbにおける巨大スピン分裂の観測

Topological Weyl Altermagnetism in CrSb

https://arxiv.org/abs/2405.14777

Large band-splitting in g-wave type altermagnet CrSb

https://arxiv.org/abs/2405.12687

Observation of Spin Splitting in Room-Temperature Metallic Antiferromagnet CrSb

https://arxiv.org/abs/2405.12679

Three-dimensional mapping and electronic origin of large altermagnetic splitting near Fermi level in CrSb

https://arxiv.org/abs/2405.12575

Observation of surface Fermi arcs in altermagnetic Weyl semimetal CrSb

https://arxiv.org/abs/2407.13497

MnTeにおける交代磁性のナノスケールイメージング

Altermagnetism imaged and controlled down to the nanoscale

https://arxiv.org/abs/2405.02409

金属的d波交代磁性体KV2Se2Oの発見

Discovery of a metallic room-temperature d-wave altermagnet KV2Se2O

https://arxiv.org/abs/2408.00320

交代磁性体ではs波超伝導は実現できない

Constraints on superconducting pairing in altermagnets

https://arxiv.org/abs/2408.03999

交代磁性体を超える磁気秩序分類の提案

Altermagnets and beyond: Nodal magnetically-ordered phases

https://arxiv.org/abs/2409.10034

反強誘電性交代磁性体の提案

Antiferroelectric Altermagnets: Antiferroelectricity Alters Magnets

https://arxiv.org/abs/2410.06071

７，量子ホール系・メゾスコピック系

整数量子ホール状態におけるバルク無散逸電流の観測

Direct measurement of bulk currents in the quantized Hall regime

https://arxiv.org/abs/2405.05138

Quantum Hall effect and current distribution in the 3D topological insulator HgTe

https://arxiv.org/abs/2410.18759

現代メゾスコピック物性測定の最先端、量子ホール系で面白かった論文がこれ。

整数量子ホール状態は一般的にはLandauer-Büttiker描像、すなわちバルクの電気絶縁状態と一次元エッジの無散逸電流が流れる状態として理解されています。

前者の論文では、磁場の増加に伴いバルクに無散逸電流が流れる現象を観測し、電子間相関に由来するスクリーニング理論の予測と一致することを報告しています。

後者の論文では、HgTeを題材に低磁場と高磁場での量子ホール伝導の違いを明らかにしています。

単純な描像では捉えきれない現象の観測により、さらなる物理の理解が深まる。すばらしいですね。

LB描像とスクリーニング理論の違い

その他

整数量子ホール状態におけるエニオン統計の兆候

Signature of anyonic statistics in the integer quantum Hall regime

https://arxiv.org/abs/2401.06069

超量子極限におけるウィグナー結晶の実現

Signatures of correlated defects in an ultra-clean Wigner crystal in the extreme quantum limit

https://arxiv.org/abs/2403.07662

2次元電子ガスを利用した人工フェルミ面の形成

Formation of artificial Fermi surfaces with a triangular superlattice on a conventional two dimensional electron gas

https://arxiv.org/abs/2403.06426

量子異常ホール絶縁体におけるKosterlitz-Thouless金属絶縁体転移の観測

Observation of Kosterlitz-Thouless Metal-to-Insulator Transition in Quantum Anomalous Hall Insulators

https://arxiv.org/abs/2404.02430

量子電気ホール効果の提唱

Electric Hall Effect and Quantum Electric Hall Effect

https://arxiv.org/abs/2405.15410

非アーベルスピンホール絶縁体状態の提案

Non-Abelian spin Hall insulator

https://arxiv.org/abs/2406.14617

分数量子ホール状態におけるエキシトンの観測

Excitons in Fractional Quantum Hall Effect

https://arxiv.org/abs/2407.18224

二層グラフェンのν=0量子ホール強磁性状態におけるゼロ熱伝導度

Absence of heat flow in ν = 0 quantum Hall ferromagnet in bilayer graphene

https://arxiv.org/abs/2409.09663

vanishing bulk heat flow in the nu=0 quantum Hall ferromagnet in monolayer graphene

https://arxiv.org/abs/2409.08878

時間領域におけるエニオン編紐の実現

Time-domain braiding of anyons

https://arxiv.org/abs/2409.08685

バルク伝導とエッジ伝導の独立した温度依存性の測定

Multi-probe analysis to separate edge currents from bulk currents in quantum spin Hall insulators and to analyze their temperature dependence

https://arxiv.org/abs/2410.21995

分数量子ホール状態の四元数理論

Unlocking new regimes in fractional quantum Hall effect with quaternions

https://arxiv.org/abs/2412.09670

二層グラフェンにおける偶数分母分数量子ホール状態のAB干渉の観測

Aharonov-Bohm Interference in Even-Denominator Fractional Quantum Hall States

https://arxiv.org/abs/2412.19886

ジョセフソン接合における超伝導流の可視化

Current Induced Hidden States in Josephson Junctions

https://arxiv.org/abs/2402.02472

カーボンナノチューブベースジョセフソン接合の実現

Ultraclean carbon nanotube-based Josephson junctions

https://arxiv.org/abs/2405.19192

８，機械学習

コルモゴロフ‐アーノルドネットワークの提案

KAN: Kolmogorov-Arnold Networks

https://arxiv.org/abs/2404.19756

KAN 2.0: Kolmogorov-Arnold Networks Meet Science

https://arxiv.org/abs/2408.10205

世界を席巻する最先端技術AI、今年も様々な進化がおきました。

もう俺の仕事ねーじゃん！！！

て感じですが、腐らず食らいついて日銭を稼いでいきたいところです。

物理分野にも影響を与えた新技術は、昨年来から活躍をみせるLLM（Large Language Model）などがありますが、今年登場した新技術がKANです。

これは、任意の多変数関数を有限個の一変数関数の合成で近似できることを示すKolmogorov-Arnoldの表現定理に基づく、新しいニューラルネットワーク技術です。

KANは、従来固定値であったニューラルネットワークの活性化関数を学習可能としたことで、パラメータ効率と解釈可能性を高めた技術となっています。

AIによる物理研究の進化、とどまるところを知らず。

本当の難問、室温超伝導を見つけてください。

多層パーセプトロンとKANの違い

その他

拡散モデルのファインマン経路積分的解釈

Understanding Diffusion Models by Feynman's Path Integral

https://arxiv.org/abs/2403.11262

ニューラルネットワークDFTの提案

Neural-network density functional theory

https://arxiv.org/abs/2403.11287

変分オートエンコーダを利用した深層学習DFTの提案

Solving deep-learning density functional theory via variational autoencoders

https://arxiv.org/abs/2403.09788

深層学習を利用した画像の超解像化

The Problem Of Image Super-Resolution, Denoising And Some Image Restoration Methods In Deep Learning Models

https://arxiv.org/abs/2404.09817

Transformer波動関数の提案

Are queries and keys always relevant? A case study on Transformer wave functions

https://arxiv.org/abs/2405.18874

深層学習格子ゲージ理論の提案

Deep learning lattice gauge theories

https://arxiv.org/abs/2405.14830

深層学習密度行列DFT法の改善

Improving density matrix electronic structure method by deep learning

https://arxiv.org/abs/2406.17561

深層学習DFTハミルトニアンによるユニバーサル物質モデルの提案

Universal materials model of deep-learning density functional theory Hamiltonian

https://arxiv.org/abs/2406.10536

ガウス過程KAN

Gaussian Process Kolmogorov-Arnold Networks

https://arxiv.org/abs/2407.18397

ニューラルネットワーク微分方程式を利用した量子多体系ハミルトニアン学習

Solving The Quantum Many-Body Hamiltonian Learning Problem with Neural Differential Equations

https://arxiv.org/abs/2408.08639

ニューラルネットワークガウス過程のウィルソン繰り込み

Wilsonian Renormalization of Neural Network Gaussian Processes

https://arxiv.org/abs/2405.06008

自己教師あり学習を用いた準粒子干渉測定データのノイズ除去

Self-supervised learning for denoising quasiparticle interference data

https://arxiv.org/abs/2409.08891

ハルシネーション不可避定理

No Free Lunch: Fundamental Limits of Learning Non-Hallucinating Generative Models

https://arxiv.org/abs/2410.19217

深層学習自然軌道理論

Advancing Natural Orbital Functional Calculations Through Deep Learning-Inspired Techniques for Large-Scale Strongly Correlated Electron Systems

https://arxiv.org/abs/2411.18493

機械学習による実験データからの支配方程式の抽出

Discover Physical Concepts and Equations with Machine Learning

https://arxiv.org/abs/2412.12161

ニューラルネットワークを利用した分数量子ホール状態波動関数の解析と可視化

Solving and visualizing fractional quantum Hall wavefunctions with neural network

https://arxiv.org/abs/2412.00618

オートエンコーダを利用したARPESデータ解析法の提案

An autoencoder for compressing angle-resolved photoemission spectroscopy data

https://arxiv.org/abs/2407.04631

９，モアレ物質/ファンデルワールス物質

捻り多層グラフェン超伝導体における超流動硬さの観測

Superfluid stiffness of twisted multilayer graphene superconductors

https://arxiv.org/abs/2406.13742

Kinetic Inductance, Quantum Geometry, and Superconductivity in Magic-Angle Twisted Bilayer Graphene

https://arxiv.org/abs/2406.13740

Measuring kinetic inductance and superfluid stiffness of two-dimensional superconductors using high-quality transmission-line resonators

https://arxiv.org/abs/2407.09916

捻り積層物質、特にいわゆるモアレ物質は新しい創発物性が次々見つかる宝庫です。

その中でもマジックアングルグラフェンの超伝導は、最初の発見以来その性質が注目されています。

これらの論文では、カイネティックインダクタンス測定を利用し、マジックアングルグラフェンの超伝導状態の超流動硬さ（ superfluid stiffness）の計測を実現し、その超伝導状態が非従来型超伝導的であることを明らかにしています。

まだまだ新たな発見が続くモアレ物質界隈、2025年は何が見つかるか今から楽しみです。

マジックアングルグラフェンの超流動硬さの温度依存性

その他

二重量子スピンホール状態の観測

Observation of the double quantum spin Hall phase in moiré WSe2

https://arxiv.org/abs/2402.04196

Observation of the dual quantum spin Hall insulator by density-tuned correlations in a van der Waals monolayer

https://arxiv.org/abs/2403.15912

内因性双極子ホール効果の観測

Intrinsic Dipole Hall effect in tMoTe2 moiré: magnetoelectricity and contact-free signature of topological transitions

https://arxiv.org/abs/2403.16586

エキシトンバレー擬スピン秩序の実現

Tunable exciton valley-pseudospin orders in moiré Bose-Hubbard model

https://arxiv.org/abs/2404.18931

TMDを利用した乱数生成

True random number generation using metastable 1T' molybdenum ditelluride

https://arxiv.org/abs/2404.16271

グラフェンにおけるフロケ‐ブロッホ状態の実現

Direct observation of Floquet-Bloch states in monolayer graphene

https://arxiv.org/abs/2404.14392

Observation of Floquet states in graphene

https://arxiv.org/abs/2404.12791

マジックアングルグラフェンにおける二重超伝導ドームの発見

Double-dome Unconventional Superconductivity in Twisted Trilayer Graphene

https://arxiv.org/abs/2404.09909

超モアレ格子におけるアイソスピン対称性の破れ

Strong interactions and isospin symmetry breaking in a supermoiré lattice

https://arxiv.org/abs/2404.01372

多層グラフェンにおける偶数および奇数分母分数量子異常ホール効果の観測

Even- and Odd-denominator Fractional Quantum Anomalous Hall Effect in Graphene Moire Superlattices

https://arxiv.org/abs/2405.16944

ゼロ磁場分数チャーン絶縁体の磁気的可視化

Direct magnetic imaging of fractional Chern insulators in twisted MoTe2 with a superconducting sensor

https://arxiv.org/abs/2405.10269

フレーバー秩序の光学的可視化

Optical Imaging of Flavor Order in Flat Band Graphene

https://arxiv.org/abs/2405.08074

WSe2、WS2における非従来型超伝導の観測

Unconventional superconductivity in twisted bilayer WSe2

https://arxiv.org/abs/2405.14784

Superconductivity in twisted bilayer WSe2

https://arxiv.org/abs/2406.03418

Crossover from Conventional to Unconventional Superconductivity in 2M-WS2

https://arxiv.org/abs/2412.06612

量子絶縁体における符号反転熱電効果量子振動の観測

Sign-Alternating Thermoelectric Quantum Oscillations and Insulating Landau Levels in Monolayer WTe2

https://arxiv.org/abs/2405.09665

二層グラフェンにおける電流密度波と超伝導状態のスイッチング

Switching between superconductivity and current density waves in Bernal bilayer graphene

https://arxiv.org/abs/2405.05442

モアレ極性基板を利用した電子状態エンジニアリング

Band structure engineering using a moiré polar substrate

https://arxiv.org/abs/2405.03761

Confined Trions and Mott-Wigner States in a Purely Electrostatic Moiré Potential

https://arxiv.org/abs/2407.20905

Moiré exciton polaron engineering via twisted hBN

https://arxiv.org/abs/2409.06999

Engineering band structures of two-dimensional materials with remote moire ferroelectricity

https://arxiv.org/abs/2405.12811

冷却原子における3次元モアレパターンの実現

Three-dimensional Moiré Crystal

https://arxiv.org/abs/2404.19608

光電流測定による量子幾何の観測

Terahertz photocurrent probe of quantum geometry and interactions in magic-angle twisted bilayer graphene

https://arxiv.org/abs/2406.16532

マジックアングル3層グラフェンにおける超伝導と磁性相の競合の発見

Superconducting magic-angle twisted trilayer graphene hosts competing magnetic order and moiré inhomogeneities

https://arxiv.org/abs/2406.02521

局所量子振動測定によるクーロン相互作用の可視化

Imaging Coulomb interactions and migrating Dirac cones in twisted graphene by local quantum oscillations

https://arxiv.org/abs/2407.10675

4層グラフェンにおけるカイラル超伝導状態の発見

Signatures of Chiral Superconductivity in Rhombohedral Graphene

https://arxiv.org/abs/2408.15233

電子ラチェット現象の再現性とその起源

On the origin of anomalous hysteresis in graphite/boron nitride transistors

https://arxiv.org/abs/2410.02699

相対論的量子スカーの可視化

Direct visualization of Relativistic Quantum Scars

https://arxiv.org/abs/2409.10675

強束縛模型でランダウゲージを使うな委員会

Stop using Landau gauge for Tight-binding Models

https://arxiv.org/abs/2410.11909

モアレ二層電子系におけるフェルミ‐ボーズ混合系のゲート制御の実現

Gate-tunable Bose-Fermi mixture in a strongly correlated moiré bilayer electron system

https://arxiv.org/abs/2410.07308

高次ホール結晶状態デザインの提案

Designing (higher) Hall crystals

https://arxiv.org/abs/2410.03888

半単位胞クーパー対密度波状態の発見

Imaging half-unit-cell Cooper-pair density waves in monolayer 1T′-MoTe2

https://arxiv.org/abs/2411.11040

二層グラフェンにおける巨大非線形ホール効果の観測

Observation of giant nonlinear Hall conductivity in Bernal bilayer graphene

https://arxiv.org/abs/2411.11156

電子顕微鏡によるモアレポテンシャルの原子レベル可視化

Atomic-Scale Observation of Moire potential in Twisted Hexagonal Boron Nitride Layers by Electron Microscopy

https://arxiv.org/abs/2411.07653

グラフェン中のアト秒電子ダイナミクスの可視化

Atomic-Scale Observation of Moire potential in Twisted Hexagonal Boron Nitride Layers by Electron Microscopy

https://arxiv.org/abs/2411.02731

二層グラフェンにおけるエントロピー分光測定

Entropy spectroscopy of a bilayer graphene quantum dot

https://arxiv.org/abs/2412.18000

相対論的モット転移の観測

Relativistic Mott transition in strongly correlated artificial graphene

https://arxiv.org/abs/2412.07150

KohnとLuttingerにより予言されたクーロンポテンシャルのフリーデル振動の観測

Friedel oscillations and chiral superconductivity in monolayer NbSe2

https://arxiv.org/abs/2412.00273

光誘起電子対形成の実現

Proof of Light-Induced Electron Pairing in a Bilayer Structure

https://arxiv.org/abs/2412.06941

冷却原子ハニカム格子におけるBECと量子渦の観測

Observation of quantized vortex in an atomic Bose-Einstein condensate at Dirac point

https://arxiv.org/abs/2411.16287

バルクvdW超格子SrTa2S5における1次元PDWの発見

Striped electronic phases in an incommensurately modulated van der Waals superlattice

https://arxiv.org/abs/2402.08677

グラフェン中の粘性電子流体の電流渦の可視化

Observation of current whirlpools in graphene at room temperature

https://arxiv.org/abs/2408.00182

原子単電子トランジスタによるサブモアレポテンシャルの可視化

Imaging the Sub-Moiré Potential Landscape using an Atomic Single Electron Transistor

https://arxiv.org/abs/2410.22277

バレー間コヒーレント秩序の可視化

Promoting and imaging intervalley coherent order in rhombohedral tetralayer graphene on MoS2

https://arxiv.org/abs/2411.14113

捻り二層WSe2におけるメロン‐アンチメロン構造の可視化

Imaging topological polar structures in marginally twisted 2D semiconductors

https://arxiv.org/abs/2405.15126

ファンデルワールス近藤トポロジカル反強磁性体UOTeの発見

UOTe: Kondo-interacting topological antiferromagnet in a van der Waals lattice

https://arxiv.org/abs/2411.08816

MoTe2表面におけるp波超伝導の観測

Evidence of surface p-wave superconductivity and higher-order topology in MoTe2

https://arxiv.org/abs/2406.07260

ファンデルワールス結合反強磁性半導体GdGaIにおける創発フント絶縁体の実現

Emergent topological magnetism in Hund's excitonic insulator

https://arxiv.org/abs/2405.16781

ファンデルワールス半金属ワイル強磁性体の実現

This took us a Weyl: synthesis of a semimetallic Weyl ferromagnet with point Fermi surface

https://arxiv.org/abs/2411.04179

モアレh‐BNにおけるモアレ超ポテンシャルの制御と強誘電性の発見

Highly tunable moiré superlattice potentials in twisted hexagonal boron nitrides

https://arxiv.org/abs/2410.22593

10、量子幾何/量子情報量

固体中の量子幾何テンソルの計測

Measurements of the quantum geometric tensor in solids

https://arxiv.org/abs/2412.17809

量子系の量子幾何的側面としてこれまでベリー曲率、ベリー位相が研究対象となっていましたが、2024年は新たに量子計量にも注目が集まりました。量子計量はベリー曲率とともに、量子幾何テンソルと呼ばれる概念の一部となっています。

この論文では、ARPESにより固体中の量子幾何テンソルを求める方法を確立し、実際にその測定に成功しています。

やっぱりARPESって最強やねん！

この他にも量子幾何ネスティングや量子フィッシャー情報量といった概念が導入され、新たな物性の捉え方が更新された1年と言えそうです。

量子幾何テンソルとARPESで観測できる量との関係

その他

量子幾何ネスティングの提案

"Quantum Geometric Nesting'' and Solvable Model Flat-Band Systems

https://arxiv.org/abs/2401.04163

異常金属における量子フィッシャー情報量

Quantum Fischer information in a strange metal

https://arxiv.org/abs/2403.12779

電子量子幾何を利用した振動センシング

Sensing Vibrations using Quantum Geometry of Electrons

https://arxiv.org/abs/2403.05872

凝縮物性の量子情報的観点

Witnessing Entanglement and Quantum Correlations in Condensed Matter: A Review

https://arxiv.org/abs/2405.10899

Witnessing Disorder in Quantum Magnets

https://arxiv.org/abs/2407.20797

Witnessing Quantum Entanglement Using Resonant Inelastic X-ray Scattering

https://arxiv.org/abs/2404.05850

スピン量子計量に由来する内因性スピンホール効果

Intrinsic spin Hall effect from spin quantum metric

https://arxiv.org/abs/2406.02257

凝縮物性における量子幾何

Quantum geometry in condensed matter

https://arxiv.org/abs/2409.13408

RIXSを用いた量子エンタングルメント測定の提案

Entanglement Witness for Indistinguishable Electrons using Solid-State Spectroscopy

https://arxiv.org/abs/2408.04876

11、冷却原子

フェルミ‐ハバード冷却原子量子シュミレータにおける擬ギャップの磁気的起源の探索

Probing the magnetic origin of the pseudogap using a Fermi-Hubbard quantum simulator

https://arxiv.org/abs/2412.17801

冷却原子、それは固体中では実現できないような量子状態を制御可能なプラットフォーム。最近では量子コンピュータの文脈でも注目を集めています。

この論文では、強相関電子系のモデルとして知られるフェルミ‐ハバード模型を冷却原子を用いて実現し、強相関電子系で見られる擬ギャップ的振る舞いが磁気的相関の発達として観測できることを示しています。

謎多き擬ギャップ、そしてまだまだ未解明の強相関電子系の創発現象、その謎が冷却原子の研究とともに解明されいくことが楽しみです。

冷却原子における擬ギャップ状態の探索

その他

スピン１スピノールボーズ冷却原子による非侵襲的イメージング法

Imaging Spinor Bose Gasses Using Off-Axis Holography

https://arxiv.org/abs/2405.10120

冷却原子量子シュミレータにおけるホール電圧の測定

Measuring Hall voltage and Hall resistance in an atom-based quantum simulator

https://arxiv.org/abs/2411.09744

冷却原子における運動量空間ジョセフソン効果の観測

Observation of Momentum Space Josephson Effects

https://arxiv.org/abs/2404.13151

冷却原子におけるシャピロステップの観測

Shapiro steps in strongly-interacting Fermi gases

https://arxiv.org/abs/2409.03448

Observation of Shapiro steps in an ultracold atomic Josephson junction

https://arxiv.org/abs/2409.03340

冷却原子フェルミ‐ハバード模型における反強磁性秩序の観測

Observation of the antiferromagnetic phase transition in the fermionic Hubbard model

https://arxiv.org/abs/2402.14605

冷却原子中の量子渦のマクロEfimov効果の観測

Macroscopic Efimov effect of quantized vortex

https://arxiv.org/abs/2405.20695

冷却原子フェルミ流体の創発音波の観測

Emergence of Sound in a Tunable Fermi Fluid

https://arxiv.org/abs/2407.13769

冷却原子におけるランダウアーの原理の検証

Experimentally probing Landauer's principle in the quantum many-body regime

https://arxiv.org/abs/2407.21690

冷却原子におけるジュールの膨張実験

Revisiting Joule-expansion experiments with a quantum gas

https://arxiv.org/abs/2410.24217

冷却原子におけるエルゴード性の破れ

Observation of ergodicity breaking and quantum many-body scars in spinor gases

https://arxiv.org/abs/2410.09015

膨張宇宙のアナロジーとしての冷却原子BEC

Toward the Observation of Entangled Pairs in BEC analogue Expanding Universes

https://arxiv.org/abs/2411.09596

連続体に対する量子ガス顕微鏡の実現

Measuring pair correlations in Bose and Fermi gases via atom-resolved microscopy

https://arxiv.org/abs/2411.08780

Quantum Gas Microscopy of Fermions in the Continuum

https://arxiv.org/abs/2411.08776

冷却原子ガスにおける熱的ド・ブロイ波長の可視化

In situ imaging of the thermal de Broglie wavelength in an ultracold Bose gas

https://arxiv.org/abs/2411.08779

冷却原子におけるモット‐マイスナー相の実現

Realization of strongly-interacting Meissner phases in large bosonic flux ladders

https://arxiv.org/abs/2412.09481

１次元ボーズガスにおけるエニオン相関の観測

Anyonization of bosons

https://arxiv.org/abs/2412.21131

おまけ、他に面白かった論文

他にも面白かった論文多数！

こんなの紹介しきれないよぉ！（悲鳴）

どれも新しい分野が切り開かれそうです。

【マルチフェロイクス/誘電体】

単一ドメインマルチフェロイクスにおける非揮発性スピン輸送の実現

Non-volatile spin transport in a single domain multiferroic

https://arxiv.org/abs/2404.04746

フラストレーション誘電分極状態の発見

A frustrated antipolar phase analogous to classical spin liquids

https://arxiv.org/abs/2405.19859

複合的マルチフェロイク秩序の提案

Composite (multi)ferroic order

https://arxiv.org/abs/2309.03312

室温マルチフェロイクスキルミオンの観測

Room-Temperature Multiferroic Skyrmions in LiNbO3 with enhancement in electric-optical property

https://arxiv.org/abs/2408.09738

歪誘起室温カイラル強誘電体の発見

Strain-driven stabilization of a room-temperature chiral ferroelectric

https://arxiv.org/abs/2408.04051

【トポロジカル物性】

シリコンは典型的妨原子絶縁体である

Massive 1D Dirac Line, Solitons and Reversible Manipulation on the Surface of a Prototype Obstructed Atomic Insulator, Silicon

https://arxiv.org/abs/2406.08114

フロケ‐ブロッホ状態を利用したMnBi2Te4における隠れたディラックギャップの解明

Revealing the hidden Dirac gap in a topological antiferromagnet using Floquet-Bloch manipulation

https://arxiv.org/abs/2405.16432

トポロジカルカゴメ格子におけるネマティック液晶状態とポメランチュク不安定性

Van-Hove annihilation and nematic instability on a Kagome lattice

https://arxiv.org/abs/2406.13702

Pomeranchuk Instability Induced by an Emergent Higher-Order van Hove Singularity on the Distorted Kagome Surface of Co3Sn2S2

https://arxiv.org/abs/2410.01994

Pomeranchuk instability from electronic correlations in CsTi3Bi5 kagome metal

https://arxiv.org/abs/2410.22929

単体ヒ素におけるハイブリッドトポロジカル量子状態の発見

Discovery of a hybrid topological quantum state in an elemental solid

https://arxiv.org/abs/2401.04845

【非従来型超伝導】

Sr2RuO4における表面スピン軌道カイラル流の観測

Signatures of a surface spin-orbital chiral metal

https://arxiv.org/abs/2402.08319

12角形準結晶超伝導体Ta1.6Teの報告

Anomalous upper critical field in the quasicrystal superconductor Ta1.6Te

https://arxiv.org/abs/2401.02079

位相敏感測定による K2Cr3As3のp波超伝導の実証

Evidence of P-wave Pairing in K2Cr3As3 Superconductors from Phase-sensitive Measurement

https://arxiv.org/abs/2408.07342

PdBi2における磁場誘起超伝導対称性の変化の発見

Multiphase superconductivity in PdBi2

https://arxiv.org/abs/2411.09239

トポロジカルカゴメ超伝導体薄膜におけるスピン偏極p波超伝導の可能性

Spin-polarized p-wave superconductivity in the kagome material RbV3Sb5

https://arxiv.org/abs/2405.12592

高圧水素化物超伝導体のけるジョセフソン効果の観測

Observation of the Josephson effect in superhydrides: DC SQUID based on (La,Ce)H10 with operating temperature of 179 K

https://arxiv.org/abs/2404.09199

凝縮物性オールスターによる水素化物超伝導の擁護

Hydride superconductivity: here to stay

https://arxiv.org/abs/2411.10522

UTe2のCDWは表面現象

Absence of a bulk charge density wave signature in x-ray measurements of UTe2

https://arxiv.org/abs/2406.14688

Absence of bulk charge density wave order in the normal state of UTe2

https://arxiv.org/abs/2406.14690

Absence of a Bulk Thermodynamic Phase Transition to a Density Wave Phase in UTe2

https://arxiv.org/abs/2406.14714

トポロジカルゲージ理論で記述されるタイプ3超伝導状態の提案

Topological gauge theory of vortices in type-III superconductors

https://arxiv.org/abs/2409.08866

【キタエフ物理/量子スピン液体】

複合磁気電気効果測定によるNa3Co2SbO6の臨界スピンゆらぎの観測

Probing critical spin fluctuations with a composite magnetoelectric method: A case study on a Kitaev spin liquid candidate Na3Co2SbO6

https://arxiv.org/abs/2406.16251

Na2BaCo(PO4)2における超固体状態と磁場誘起BKT転移の観測

Field tunable BKT and quantum phase transitions in spin-1/2 triangular lattice antiferromagnet

https://arxiv.org/abs/2411.04755

Na2Co2TeO6は磁場誘起マヨラナ量子スピン液体状態をホストするか？

NMR Evidence of Kitaev Fractional Excitations and the perspective of Quantum Glassiness in Na2Co2TeO6

https://arxiv.org/abs/2407.14663

Signatures of a Quantum Critical Endpoint in the Kitaev Candidate Na2Co2TeO6

https://arxiv.org/abs/2409.05661

Field-Angle-Resolved Specific Heat in Na2Co2TeO6: Evidence against Kitaev Quantum Spin Liquid

https://arxiv.org/abs/2410.18449

単層RuCl3の量子干渉の可視化

Imaging quantum interference in a monolayer Kitaev quantum spin liquid candidate

https://arxiv.org/abs/2403.16553

キタエフ量子液体のフロケエンジニアリングの可能性

Signatures of Floquet Engineering in the proximal Kitaev Quantum Spin Liquid H3LiIr2O6 by tr-RIXS

https://arxiv.org/abs/2412.03777

パーフェクトカゴメ反強磁性体におけるギャップレス励起とフェルミオン励起

Gapless spin excitations in a quantum spin liquid state of S=1/2 perfect kagome antiferromagnet

https://arxiv.org/abs/2407.16208

Thermodynamic evidence of fermionic behavior in the vicinity of one-ninth plateau in a kagome antiferromagnet

https://arxiv.org/abs/2409.05600

量子電荷液体状態の提案

Fractionalization as an alternate to charge ordering in electronic insulators

https://arxiv.org/abs/2408.03984

【その他】

電気的高次高調波の観測

Observation of electrical high-harmonic generation

https://arxiv.org/abs/2408.09741

モット転移近傍におけるショット雑音の抑制

Shot noise in a metal close to Mott transition

https://arxiv.org/abs/2405.18704

高濃度電子ドープイリジウム酸化物のARPES

Fermi surface and pseudogap in highly doped Sr2IrO4

https://arxiv.org/abs/2411.18542

絶縁体、半導体、強誘電体における熱ホール効果の観測

Discovery of universal phonon thermal Hall effect in crystals

https://arxiv.org/abs/2404.02863

基板由来の偽スピントルク信号

Substrate-induced spin-torque-like signal in spin-torque ferromagnetic resonance measurement

https://arxiv.org/abs/2408.11299

過冷却モノポール流体の動的不均一性の観測

Discovery of Dynamical Heterogeneity in a Supercooled Magnetic Monopole Fluid

https://arxiv.org/abs/2408.00460

Dichotomous Dynamics of Magnetic Monopole Fluids

https://arxiv.org/abs/2403.00726

密度行列平均場理論の提案

Density-Matrix Mean-Field Theory

https://arxiv.org/abs/2401.06236

マイクロ波ホール効果測定法の提案

Microwave Hall measurements using a circularly polarized dielectric cavity

https://arxiv.org/abs/2404.09662

局所磁気測定法の提案

Probing the Berezinskii-Kosterlitz-Thouless vortex unbinding transition in two-dimensional superconductors using local noise magnetometry

https://arxiv.org/abs/2404.06147

LaFeO3/SrTiO3におけるマーミン‐ワグナーの定理に従う挙動

Observation of Mermin-Wagner behavior in LaFeO3/SrTiO3 superlattices

https://arxiv.org/abs/2405.04293

超伝導体における弱い等価原理の検証

Test of the Equivalence Principle for Superconductors

https://arxiv.org/abs/2407.21232

マルチスライス電子タイコグラフィ法による格子間原子の可視化

Imaging interstitial atoms with multislice electron ptychography

https://arxiv.org/abs/2407.18063

サファイアにおける流体力学的フォノン挙動の観測

Phonon hydrodynamic regimes in sapphire

https://arxiv.org/abs/2407.16196

立方晶系ペロブスカイト酸化物の劈開法

How to cleave cubic perovskite oxides

https://arxiv.org/abs/2408.08996

元素選択的非破壊共鳴コントラストX線反射率測定法

Element-specific, non-destructive profiling of layered heterostructures

https://arxiv.org/abs/2410.00241

タイムラプス広視野磁気光学カー顕微鏡法

Spatial mapping of magnetization fluctuations via time-lapse Kerr microscopy

https://arxiv.org/abs/2409.15876

メタマテリアルが負の質量を持ちうるというのは定義の問題

The conclusion that metamaterials could have negative mass is a consequence of improper constitutive characterisation

https://arxiv.org/abs/2409.05906

液体金属超伝導回路

Liquid Metal Printed Superconducting Circuits

https://arxiv.org/abs/2410.17652

光電子超潤滑現象

Photoelectron superlubricity

https://arxiv.org/abs/2412.13530

非エルミートディラックコーンの観測

Observation of non-Hermitian Dirac cones

https://arxiv.org/abs/2410.06058

TmVO4における巨大弾性冷却の実現

Realization of giant elastocaloric cooling at cryogenic temperatures in TmvO4 via a strain load/unload technique

https://arxiv.org/abs/2409.06909

絶縁体的挙動を示すCaAs3におけるSdH量子振動の観測とdHvA量子振動の不在

Observation of quantum oscillations near the Mott-Ioffe-Regel limit in CaAs3

https://arxiv.org/abs/2403.09283

創発インダクタンスバトル♬

Reconsidering the nonlinear emergent inductance: time-varying Joule heating and its impact on the AC electrical response

https://arxiv.org/abs/2407.00309

Comment on "Reconsidering the nonlinear emergent inductance: time-varying Joule heating and its impact on the AC electrical response"

https://arxiv.org/abs/2407.15682

Reply to "Comment on "Reconsidering the nonlinear emergent inductance: time-varying Joule heating and its impact on the AC electrical response""

https://arxiv.org/abs/2410.04325