2025年10月の気になった論文（完全版）
労働が辛い
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・Ge置換GaNb4Se8の45K級高温超伝導
・非従来型超伝導の新しいスケーリング則
・原子層超伝導体の非接触超流動硬さ測定
・ピエゾカイラル効果
・アンダーソン追悼
・交代磁性体の非相対論的スピン運動量ロッキング
・非線形フォノンスライドトロニクス
・核電気双極子モーメント測定
・PtBi2の表面超伝導測定
・マルチフェロン
・Neural Transformer Backflow法
・典型的半導体の量子幾何学
・分数量子マルチフェロイック
・量子スピンテンソルホール絶縁体
・トポカゴメ金属のソフトフォノンCDW
・電子磁気円二色性の定量化
・強誘電体のマルチフェロイック準粒子
・局所基底状態電流による輸送係数測定
・交代磁性体における強スピン性分極
・DAC中での点接触アンドレーエフ反射分光法
・ボンド分解STM
・歪制御非捻りモアレ干渉の実現
・RuO2のRXS、REXSの非交代磁性解釈
・パリティ重み付き表現
・不純物原子を利用した量子スピン液体検出法
・強弾性交代磁性状態
・トポカゴメ超伝導体の2x2ペア密度波の観測
・ニッケル酸化物薄膜超伝導体における量子臨界性
・ニッケル酸化物高圧超伝導体における100K級超伝導の実現
・Mn3Snの反強磁性八極子ドメインのX線可視化
・BaK122の弾性抵抗が謎相組成近傍で異常を示す
・ゲート制御超伝導流効果のNV中心磁力計による可視化
・電子液晶・多極子・交代磁性の関係
・RuO2薄膜の表面磁性の実証
・単層NiI2におけるエレクトロマグノンのSTM観測
・量子プローブトモグラフィ
・FeTeの高次エピタキシャル薄膜の合成
・RuCl3の音響ファラデー効果はフォノンのホール粘性を示す
・SrCuO2のスピン電荷分離不要説
・Cr系トポカゴメ磁性体における交代磁性スピン密度波
・量子幾何による電磁応答の分類理論
・Cr系トポカゴメ磁性体における表面ストライプ秩序
‐2025/10/27,28,29,30,31‐‐
When Heating Isn't Cooling in Reverse: Nosé-Hoover Thermostat Fluctuations from Equilibrium Symmetry to Nonequilibrium Asymmetry
最近の実験室実験では、加熱と冷却の間に本質的な非対称性があり、加熱の方が効率的に起こることが示唆されています。
Renormalization group for deep neural networks: Universality of learning and scaling laws
異なる長さスケールで観測される物理量に類似した振る舞いが現れる自己相似性は、自然界の様々なシステムにおいて普遍的に見られる現象である。このようなシステムは一般に、べき乗則的な相関関係と普遍性という特徴を有しており、繰り込み群（RG）という強力な理論的枠組みを用いて研究されている。興味深いことに、べき乗則や普遍性の弱い形態は現実世界のデータセットや深層学習モデルにも遍在しており、これが深層学習の解析にRGの概念を適用する動機となっている。本研究では、べき乗則に従って分布するデータを用いて学習させた弱非線形（非怠惰型）ニューラルネットワーククラスにおける学習曲線の自己相似性と破綻を解析するためのRGフレームワークを構築する。
Superconductivity in overdoped cuprates can be understood from a BCS perspective!
本論文では、過ドープ領域の銅酸化物高温超伝導体における低エネルギー物性に関する主要な実験研究を総括し、「本質的な物理」の理論的理解が、通常状態に対しては従来のフェルミ液体理論によって、また（d波）超伝導状態に対してはBCS平均場理論によって達成可能であるという結論に至った。
Contactless cavity sensing of superfluid stiffness in atomically thin 4Hb-TaS2
本研究では、オンチップ型超伝導マイクロ波共振器を用いて、原子層レベルの超伝導体の電磁応答特性、すなわち位相剛性を非接触的に測定する手法を提案する。本手法を4Hb-TaS2超薄膜に適用し、その有効性を実証する。
A Universal Scaling Law for Tc in Unconventional Superconductors
非従来型超伝導体のペアリング機構の解明は、物性物理学における最重要課題の一つである。特に、電子間相互作用によって生じる関連現象が、多様な非従来型超伝導体（UcS）を統一的に説明し得るか否かについては、現在も活発な議論が続いている。この課題に取り組むためには、実験から直接取得可能であり、かつ異なる物質系の微視的パラメータと相関付けられる、超伝導転移温度（Tc）に関する普遍的な定量的関係式を確立することが不可欠である。本研究では、以下の関係式を確立した：N CP ⋅ k B T c ⋆ = α ⋅ U。ここでα = 1 / ( 16 π )は普遍的な定数、k Bはボルツマン定数、Tc ⋆は最大超伝導転移温度、Uはオンサイトクーロン相互作用、N CP （∝ ( ξ 0 / a ) D）はクーパー対の空間的広がり（ξ 0）を、格子パラメータ（a）に対するD次元空間内での相対値として定量化したものである。
めっちゃ合うやん
Magneto-optical spectroscopy based on pump-probe strobe light
本研究では、ハイブリッドマグノニクス分野における磁気光学ダイナミクスの高感度検出を可能にするポンプ・プローブストロボ光分光法を提案する。この手法では、マイクロ波と光学光を組み合わせたポンプ・プローブ方式を採用しており、マイクロ波の高いエネルギー分解能と、光子を用いた高効率検出の双方の利点を活用している。
The Microscopic Nature of Orbital Disorder in LaMnO3
我々は、典型的な軌道秩序ペロブスカイト材料である LaMnO 3における秩序-無秩序遷移の改訂された原子論的描像を提示します。
Preliminary Demonstration of Diamond-GaN pn Diodes via Grafting
超ワイドバンドギャップ（UWBG）半導体は、優れた電気的特性と熱的特性を有しており、高出力・高周波エレクトロニクス分野において極めて高い応用可能性を秘めている。しかしながら、UWBG材料における効率的なドーピングは通常、n型またはp型のいずれかに限定されるため、これらの材料の応用範囲は単極デバイスに制約されている。相補的なUWBGまたはWBG半導体をヘテロ集積化することでpn接合を実現することは、格子不整合と熱膨張係数の差異によって技術的に困難であった。本研究では、グラフト化プロセスを用いて作製したダイヤモンドGaNヘテロ接合pnダイオードの予備的実証結果を報告する。単結晶p型ダイヤモンドナノ膜を、超薄膜ALD（原子層堆積）法で形成したAl2O3中間層を介して、エピタキシャル成長させたc面n型GaN基板上に集積化した。
Universal Random Matrix Behavior of a Fermionic Quantum Gas
普遍的な支配原理の探求は、物理学における基礎的な取り組みであり、熱力学から一般相対性理論、量子力学に至るまでの画期的な発見を牽引してきた。1951年、ウィグナーは重原子のエネルギー準位を統計的に記述する概念を導入し、これが物理学におけるランダム行列理論（RMT）の発展へとつながった。この理論は、量子多体相互作用の複雑さを回避しつつ、広範な原子系にわたるスペクトル特性を見事に捉えてみせた。確率論的性質と対称性という基本原理に根ざしたRMTは、その後、量子場理論から無秩序系、無線通信に至るまで、多様な物理現象において応用が見出され、普遍的な法則を明らかにしてきた。特に興味深い応用例として、非相互作用フェルミ気体の多体波動関数の数学的構造を記述する場合が挙げられる。これは、パウリの排他原理によって駆動される複雑な空間配置の基礎をなすものである。しかしながら、このような系で予測される計数統計量の実験的検証はこれまで困難を極めていた。本研究では、2つの相互作用するスピン状態から構成される超低温原子フェルミ気体を単一原子レベルで調査し、これらの系における計数統計量を直接的にその場測定することに成功した。
Spin Seebeck Effect in Correlated Antiferromagnetic V2O3
スピンゼーベック効果は、磁性絶縁体におけるスピン相関と磁気秩序を調べるのに有用である。本研究では、反強磁性V₂O₃薄膜において強い縦方向スピンゼーベック効果（LSSE）が観測されたことを報告する。
Quantum Spin Liquids Stabilized by Disorder in Non-Kramers Pyrochlores
本研究では、非クラマースイオンを有するパイロクロア酸化物において、構造的ランダム性が効果的に横磁場として作用することで誘起される量子スピン液体相の出現機構を解明する。この現象は、スピンアイス多様体上に量子ゆらぎを導入するものである。
Neural Thermodynamics: Entropic Forces in Deep and Universal Representation Learning
深層学習および大規模言語モデルにおける創発的現象の急速な発見に伴い、その発生メカニズムの解明が喫緊の課題となっている。本研究では、確率的勾配降下法（SGD）およびその変種を用いて学習されたニューラルネットワークの学習ダイナミクスを理解するための厳密なエントロピー力理論を提案する。
Berry Curvature Dipole-induced Non-linear Hall Effect in Oxide Heterostructures
時間反転対称性を有する系における非線形ホール効果の観測は、ベリー曲率を超えたバンドトポロジーが輸送現象の決定において果たす興味深い役割を実証した。これらの非線形応答の多くは、ベリー曲率双極子（BCD）にその起源を有している。BCDはベリー曲率（単極子）と同様に電子バンド構造に起因する効果であるが、結晶対称性によって通常強く制約を受ける性質を持つ。本研究では、非中心対称性を有する遷移金属酸化物ヘテロ構造を、BCD誘起非線形ホール効果を実現・制御するための有望なプラットフォームとして提案する。
One-dimensional moiré engineering in zigzag graphene nanoribbons on hBN
六方晶窒化ホウ素 (hBN) 基板上に配置されたジグザググラフェンナノリボン (GNR) で構成された 1 次元 (1D) モアレ系の構造緩和と電子特性を研究します。
Landau Polarons as Generators of Quantum-Coherent States
ランダウの理論以来、ポーラロンは格子場によって電荷が修飾された準粒子として理解されてきた。しかしながら、数十年にわたる輸送現象および分光測定の研究では、静的な間接的くりこみ効果しか観測されていない。このような電荷修飾が電子スペクトルを動的に再編成し、新たな量子コヒーレント状態を生成し得るのか否かについては、これまで未解明のままであった。本研究では、サイズと組成を制御したペロブスカイト型量子ドットを用いてフェムト秒コヒーレント多次元分光法を実施し、ポーラロンが誘起する電場駆動ダイナミクスをリアルタイムで追跡するとともに、その物理的帰結を明らかにする。
Grain Boundary Diffusion in Yukawa Crystals
天体物理学のための湯川結晶の粒界における拡散係数の計算結果を示す
ComProScanner: A multi-agent based framework for composition-property structured data extraction from scientific literature
様々な事前学習済み大規模言語モデルの登場以来、科学文献から構造化された知識を抽出する手法は、従来の機械学習技術や自然言語処理技術と比較して革命的な進化を遂げてきた。しかしながら、科学文献から抽出したデータセットの構築・検証・可視化をユーザー自身が実施可能な実用的な自動化ツールは依然として不足している。そこで本研究では、学術論文から得られる合成データと統合された、機械可読な化学組成および物性の自動抽出・検証・分類・可視化を可能にする自律型マルチエージェントプラットフォーム「ComProScanner」を開発した。本システムは包括的なデータベース構築を目的として設計されている。
The Piezochiral Effect
キラリティは物質の普遍的な性質であり、物理学・化学・生物学の各分野において数多くの重要な現象の基盤となっている。その広範な重要性に鑑みると、固体状態系におけるキラリティを合理的に制御するためのプロトコル開発は極めて望ましい課題である。特に、この効果が連続的かつ双方向に調整可能であるならば、その価値はさらに高まる。しかしながら、この目的はこれまで達成困難であった。なぜなら、この構造秩序に線形的に結合する普遍的な共役場が存在しなかったからである。本研究では、機械的応力によってキラリティを制御可能な「圧電キラリティ効果」を提案する。
Hexagonal InOI monolayer: a 2D phase-change material combining topological insulator states and piezoelectricity
適度な転移障壁と明確に異なる特性を有する二次元（2D）相変化材料（PCM）は、多機能デバイスへの応用において極めて有用であるが、このような材料系は未だ十分に開発されていない。本研究では、第一原理計算手法を用いて、六方晶構造を有するInOI単原子層を有望な2D PCM候補として提案する。
Examining the Spin Structure of Altermagnetic Candidate MnTe Grown with Near Ideal Stoichiometry
交代磁性体とは、最近発見された新しいタイプの磁性材料であり、ネット磁化がゼロであると同時に、結晶格子中のコリニアなスピン配列と交互に変化する分極構造に起因して、バンド構造において運動量依存性を示すスピン分裂を示す特性を有する。ニッケルリン構造を有するマンガンテルル化合物（{\alpha}-MnTe）は、予測される大きなスピン分裂エネルギーと約300K付近の転移温度という特徴から、交代磁性体の有望な候補物質として注目されている。本研究では、分子線エピタキシー法を用いて成長させた{\alpha}-MnTe薄膜のスピン構造について、極めて高い結晶品質と残留磁化の低減を実現した条件下で詳細に調査した結果を報告する。
2D Excitonics with Atomically Thin Lateral Heterostructures
半導体特性を示す遷移金属ダイカルコゲナイド（TMD）材料、例えばMoSe₂やWSe₂は、特異な光学特性と電子物性を有している。これらのTMDを1層以上積層してヘテロ構造を形成する垂直積層技術は、モアレ物理学やツイストロニクスといった新たな研究分野を開拓してきた。化学気相成長法などのボトムアップ型作製技術は、機械的剥離と積層による従来の手法を凌駕するヘテロ構造の作製を可能にした。これらの技術は現在、原子層レベルで平面方向に2層以上の単原子層を共有結合で連結した横型ヘテロ構造の作製を可能にしている。原子レベルで鋭い界面を有するこれらの横型ヘテロ構造では、電荷移動励起子の形成といった特異な現象が観測される。これは、構成材料のバンド構造の差異によって形成されるエネルギー地形に起因する現象である。このエネルギー地形の存在により、横型ヘテロ構造においては、一方向的な励起子輸送や励起子レンズ効果といった特異な効果が観測可能となる。本総説では、TMDを基盤とした横型ヘテロ構造における励起子ダイナミクスと分光特性に関する最新の研究成果を概説するとともに、この有望な研究分野における今後のエキシトニック研究の展望について考察する。
Floating zone growth of high-purity MgO substrate single crystals
直径 3.5 ～ 5 mm、長さ最大 40 mm の MgO 単結晶を光浮遊ゾーン法 (OFZ) で成長させました。
Tensor-Network study of Ising model on infinite hyperbolic dodecahedral lattice
我々は、同一の十二面体の規則的な 3D モザイクを持つ無限大の双曲格子上の古典的なイジング モデルを研究するための、テンソル ネットワーク ベースのアルゴリズムを提案します。
Searching for emergent spacetime in spin glasses
近年、大N代数の観点からホログラフィック双対性を代数的に定式化する研究が進められており、これにより関連するスペクトル関数の性質と、半古典時空およびその中に生じる因果的地平線の出現との間に深い関連性があることが明らかになってきた。最も重要な知見の一つは、放射方向が物理的に意味を持つためには、スペクトル関数が非コンパクトな支持領域を持たなければならないという点である。さらに、複素重力場の構成とガラス系との間に潜在的な双対性が存在する可能性についての仮説も提唱されている。本論文の目的は、これらの概念を統合し、多体量子力学系を詳細に研究することで、どのようなパラメータ領域においてこれらの系がホログラフィックな性質を示す可能性があるかを評価することにある。
Direct observation of the crystal electric-field splitting under magnetic field and uncovering field-induced magnetic phase transition in triangular rare-earth magnet CsErSe2
希土類磁石における磁気相互作用を理解する上で不可欠なステップは、結晶電場（CEF）物理学に起因する空間異方性を示す単一イオン特性の決定である。CEFハミルトニアンは、磁気イオンのサイト対称性を反映する独立したパラメータ群によって支配される離散的なエネルギースペクトルを示す。しかしながら、低対称性サイトに位置する磁気イオンについてこれらのパラメータを実験的に決定することは極めて困難であることが実証されている。本研究では、光学分光法を用いて磁場下（𝐁）におけるCEFレベル分裂を直接測定し、モデル系として三角格子絶縁体磁石CsErSe2のCEFパラメータと交換エネルギーの両方を抽出した。
Paramagnetic electron-nuclear spin entanglement in HoCo2Zn20
これらの発見は、スピン活性核を含む希土類化合物の低温特性を理解するために、電子-核準位スキームを正確に特定することの重要性を強調しています。
Ultrafast Charge-Doping via Photo-Thermionic Injection in van der Waals Devices
二次元材料からなるファンデルワールス（vdW）ヘテロ構造は、相関量子相の研究における豊かな実験場として注目されており、近年の研究ではフェムト秒レーザー励起下における非平衡ダイナミクスの解明が進められている。時間分解実験において、多層構造への光励起は、モアレ界面などの対象層からの多彩な動的応答を引き起こすだけでなく、層の自由度に起因する追加的なデバイス機能を発現させることが可能である。本研究では、二重ゲート構造を有する典型的なモアレデバイスであるねじれたWSe₂二層膜系を対象に、数層グラファイト製ゲートと六方晶窒化ホウ素（hBN）スペーサーを用いた場合の光励起特性を詳細に調査した。
Photoinduced Metal-to-Insulator Transitions in 2D Moiré Devices
光励起現象は、量子物質の制御や平衡状態から離れた準安定相の解明において重要な役割を果たしてきた。これまでに報告されている様々な応用例の中でも、特に一般的なのは相関絶縁体から金属状態への光誘起転移現象である。しかしながら、初期秩序が存在しない状態での逆過程、すなわち金属状態から絶縁体状態への転移は未だ観測されていない。本研究では、グラファイト製ゲート電極からの光熱電子正孔注入機構を用いることで、ゲートドープ型WS2/WSe2およびWSe2/WSe2モアレデバイスにおける超高速金属-絶縁体転移現象を実証した。
Philip Warren Anderson
P. W. アンダーソンの伝記が、王立協会フェローの伝記集に掲載される予定です。27ページ、図・写真7枚
読まねば
ARPES of Bi2212 interpreted via a particle in a system of dynamic scatterers
この研究では、放物線円筒関数を使用して、過剰ドープされた Bi2212 の腹 k 点での温度範囲 6 - 140K にわたる ARPES スペクトルを定量的に記述します。
Strain-induced structural change and nearly-commensurate diffuse scattering in the model high-temperature superconductor HgBa2CuO4+δ
我々は、シンクロトロンX線回折とそれに対応する熱拡散散乱シミュレーションによって、アンダードープHgBa2CuO4+δ（Hg1201）の歪み応答を調査しました。
ルタコン一族の新作だ
Why Diffusion Models Don't Memorize: The Role of Implicit Dynamical Regularization in Training
拡散モデルは、生成タスクの広範な領域において顕著な成功を収めている。重要な課題の一つは、訓練データの記憶化を防ぎ、一般化を可能にするメカニズムの解明である。本研究では、一般化から記憶化への移行過程における訓練ダイナミクスの役割について詳細に検討する。
Spin-dependent photoluminescence in carbon-based quantum dots
スピン関連効果によってナノ材料の光ルミネッセンス（PL）を制御する技術は、多くの新興量子技術において極めて重要であり、特にナノスケール量子センシングおよびイメージング分野においてその応用が期待されている。カーボン系量子ドット（CQDs）は、合成の容易さ、有機化学的手法による特性制御可能性、高い発光輝度、天然の生体適合性といった特長から、最も一般的な発光性ナノ材料の一種として知られている。しかしながら、室温環境下でのスピン依存性PLの観測はこれまで達成されていなかった。本研究では、大気圧条件下において、約10 mTの磁場印加によってCQDsのPLが制御可能であることを実証する。
Deep-Learning-Empowered Programmable Topolectrical Circuits
トポロジカル電気回路は、現代物理学のモデルを探求・シミュレーションするための汎用性の高いプラットフォームを提供する。しかしながら、既存のアプローチにはプログラム可能性の不完全性や、効果的な特徴予測・制御機構の欠如といった課題があり、統合プラットフォーム上での物理現象の解明を妨げ、実用的な応用への展開を制限している。本研究では、物理モデリングと解析のための深層学習を活用したプログラム可能トポロジカル電気回路（DLPTC）プラットフォームを提案する。
Strain Engineering of van Hove Singularity and Coupled Itinerant Ferromagnetism in Quasi-2D Oxide Superlattices
フェルミ準位近傍におけるファン・ホーヴ特異点（vHss）の制御は、電子的・磁気的挙動におけるエキゾチックな量子相を制御する強力な手法となり得る。しかしながら、従来の化学ドーピングや電気ドーピングを主とする手法は、主に局所的な電気的・光学的測定に依存しており、複合機能システムへの適用範囲が限定されるという課題があった。本研究では、エピタキシャル歪み制御技術を用いて、原子レベルで設計された準2次元SrRuO3（SRO）超格子において、vHs誘起型の絶縁体-金属転移と強磁性相転移を同時に実証することに成功した。この成果は、従来の3次元SRO系では観測されていなかった現象である。
Relativistic Spin-momentum locking in altermagnets
反強磁性体におけるスピン-運動量結合は、非相対論的極限条件下で詳細に研究されてきた。スピン-軌道結合を考慮した場合、反強磁性体では反対称的な交換相互作用が生じ、これによりスピンの傾斜現象が引き起こされる。このため、スピン-運動量結合は3つのスピン成分Sx、Sy、Szの間で異なる特性を示し、これが相対論的スピン-運動量結合として現れる。本研究では、直方晶系YVO3と六方晶系MnTeを対象とする。YVO3の場合、相対論的結合はs波、dxy波、およびdxz波から構成される。一方、MnTeにおいては、主要な成分であるSy成分が偏極した電荷分布と非相対論的スピン-運動量結合によるバルクg波特性を継承するものの、ネールベクトルによるC6z回転対称性の破れにより、この対称性はg波からd波へと低下する。
Low-energy magnons in the altermagnet α-MnTe
我々は、強磁場電子スピン共鳴法を用いて、交代磁性物質 𝛼 -MnTe について研究した。
Ultrafast recovery dynamics of dimer stripes in IrTe2
遷移金属ダイカルコゲナイドであるIrTe₂は、室温以下において顕著な一連の一次相転移を示す。この相転移では、初期結合長の最大20％にも及ぶ大きな格子変位が生じる。現代の研究では、この現象は電子-フォノン結合が強いことに起因すると理解されており、その結果として形成される局所的な多中心二量体が一次元ストライプ状に配列することが明らかになっている。本研究では、これらの二量体の非平衡ダイナミクスを詳細に解析し、赤外光励起後の二量体集団の時間発展を、自由電子レーザーを用いた時間分解X線光電子分光法によって追跡した。
A light-induced charge order mode in a metastable cuprate ladder
本研究では、光学励起された銅酸化物ラダー化合物Sr14Cu24O41において、創発的な電荷秩序モードの観測結果を報告する。ラダー面内の近赤外光照射により、平衡状態の電荷秩序が部分的に融解すると同時に、対称性保護された電子的準安定状態が誘起される。
Beyond Random Phase Approximation in electron-hole bilayer superfluidity
ランダム位相近似（RPA）を超えるすべての一次補正を含む、2次元超流動電子正孔二重層における正常および異常な固有分極関数と遮蔽されたクーロン相互作用を導出します。
Observation of a pronounced Hebel-Slichter peak in the spin-lattice relaxation rate and implications for gap and pairing symmetry in LaNiGa2
超伝導状態にあるトポロジカル結晶超伝導体 LaNiGa2 のゼロ磁場核四重極共鳴 (NQR) スピン格子緩和率における顕著なヘーベル・スリヒターコヒーレンスピークを報告する。
Development of a 10.8-eV Tabletop Femtosecond Laser with Tunable Polarization for High-Resolution Angle-Resolved Photoemission Spectroscopy
極端紫外線光源の開発は、物質の電子構造を詳細に解析する強力な手法である角度分解光電子分光法（ARPES）の発展において極めて重要である。本研究では、第三高調波発生をカスケード接続した方式により、繰り返し周波数1 MHz、約10^12 photons/sの光子束を有する卓上型10.8 eVフェムト秒レーザーの構築に成功したことを報告する。
Making the Virtual Real: Measurement-Powered Tunneling Engines
量子トンネル効果により、電子はエネルギー的に禁止された障壁によって隔てられた2つの領域間で移動することが可能となる。粒子が障壁内に存在していることを検出する位置測定を行うと、トンネル効果によって電子は古典的に禁止されていたエネルギー状態から、障壁高さを超えるエネルギー状態へと遷移を余儀なくされる。本研究ではこの現象を利用し、仮想的に占有状態の無条件検出を電力生成および冷却のための資源として活用可能な量子トンネルエンジンを開発した。
dynsight: an Open Python Platform for Simulation and Experimental Trajectory Data Analysis
動的に移動し相互作用するユニットの軌跡を分析することによって複雑な多体系を研究することは、簡単な作業ではありません。
General Strategy for Large Nernst Coefficient
ゾンマーフェルト-ベーテ関係に基づいて異常ネルンスト係数を高めるための一般的な戦略を提案します。
All-Altermagnetic Tunnel Junction of RuO2/NiF2/RuO2
新たに発見された交代磁性体は、スピントロニクス分野において有望な応用可能性を有している。しかしながら、これらを磁気トンネル接合に組み込む際には、強磁性電極への依存（これにより不要な磁場が生じる）や、機能が限定される問題（スピンフィルタリング機能を有さないため磁気抵抗を可変できない）といった課題が存在していた。本研究では、実験的に実現可能なRuO₂/NiF₂/RuO₂系を代表例として、完全にオルタマグネティック材料のみで構成されるトンネル接合（AAMTJ）の新たな概念を提案する。
全部・・・？
LightPFP: A Lightweight Route to Ab Initio Accuracy at Scale
原子論的シミュレーション手法は、計算レベルの階層構造に沿って発展してきた。その進化は、より基礎的なアプローチを基盤として構築されており、量子力学から密度汎関数理論（DFT）へ、さらに機械学習に基づく原子間ポテンシャル（MLIPs）へと発展を遂げている。
Magnetoelectric effect of multiferroic metals
多強磁性絶縁体における磁気電気効果については多くの知見が得られている一方で、多強磁性金属に関する理解は未だ不十分である。本研究では、第一原理計算手法を用いて、面内金属性が面外方向の分極および磁性と共存する多強磁性金属として、スライディング型ファンデルワールス二層構造1 T -NbTe2を同定した。
Machine Learning Enables Optimization of Diamond for Quantum Applications
本稿では、教師あり機械学習を使用して、100 を超える量子ダイヤモンド サンプルでさまざまな合成パラメータを使用して回帰モデルをトレーニングします。
Nonlinear phononic slidetronics
従来のファンデルワールス強誘電体では、電極極性が互いに反対方向を向いた積層順序間で各層を滑動させることによってスイッチングが行われる。超短レーザーパルスを用いてせん断モードを励起しスイッチングを誘起する方法が提案されているが、多くの場合、実現が困難なほど大きなパルスエネルギーが必要となる。本研究では、非線形的に励起されたフォノンを介して、二層構造の六方晶窒化ホウ素における強誘電性スイッチングを実証する。
Altermagnetism, Kagome Flat Band, and Weyl Fermion States in Magnetically Intercalated Transition Metal Dichalcogenides
近年、ゼロ総磁化状態において特異なスピン分裂バンド構造を示す「交代磁性体」が、従来とは異なる量子相を実現するための有望なプラットフォームとして注目を集めている。本研究では、XY₄Z₈型遷移金属ダイカルコゲナイド（TMD）（X = Mn、Fe、Co、Ni、Cr、またはV、Y = NbまたはTa、Z = SeまたはS）における磁気インターカレーション効果について、第一原理計算に基づく詳細な調査を行った。その結果、新たな多機能AM候補物質群を特定することに成功した。
Tensor network methods for quantum-inspired image processing and classical optics
テンソルネットワーク手法は、本格的な量子コンピューティングと古典コンピューティングの中間に位置する手法である。これらは量子系から着想を得て、特定の古典演算を大幅に高速化する特徴を持つ。その真価は、圧縮能力と、この圧縮空間内で動作する多様な効率的なアルゴリズム群にある。本研究では、これらの手法を画像処理や古典光学における基礎的問題――波面伝播や光学像形成など――に適用することに焦点を当てる。具体的には、量子力学や量子計算との直接的あるいは間接的な類似性を活用することで、これらの手法を応用する。
The Gravitational Aspect of Information: The Physical Reality of Asymmetric "Distance"
本研究では、ブラウン運動の橋（ブラウン運動橋）が物理的にカノニカル条件に制限される場合、その時間発展がガウス分布の統計多様体上におけるm-測地線と完全に一致することを示す。この発見は、自由粒子が一般相対性理論において測地線に従うのと同様に、純粋にランダムな過程も情報の幾何学によって定義される「直線」に従うという強力な証拠を提供するものである。
Chaos in Systems with Quantum Group Symmetry
量子群は、可積分系における応用において長い歴史と豊かな実績を有している。では、可積分性が存在しない場合においても、量子群対称性は成立し得るのだろうか？本研究では、量子群の大域的対称性を有する系の具体的な例を提示し、その系がカオス的挙動を示すことを明らかにする。この具体例は、次近接相互作用項を有するスピン鎖系である。本研究では、この系のカオス的性質を固有値統計量の解析によって実証する。
Mind the Gap - Imaging Buried Interfaces in Twisted Oxide Moirés
層状二次元材料をねじり積層した際の電子構造を制御する技術は、同様のモアレ物理学的現象を酸化物膜のねじり積層系において探求する動機となっている。多くの酸化物では結合が本質的に三次元的性質を有するため、原子レベルの結合を実現することは、二次元ファンデルワールス材料と比較して著しく困難である。高温・高圧処理によって原子拡散を促進し、粗面化した界面を平坦化することで、セラミック双結晶においては原子レベルの近接性を有する清浄な界面が実証されている。しかしながら、このような条件は酸化物膜の結合形成においては容易に実現できない。本研究では、膜表面の粗さに起因する地形的不整合が、汚染物質や非晶質中間層といった明白な問題が解消された後であっても、界面における原子スケールの近接性を孤立した領域に限定してしまうメカニズムを明らかにする。
Beyond the Lowest Landau Level: Unlocking More Robust Fractional States Using Flat Chern Bands with Higher Vortexability
分数状態における多体ギャップの増大は、頑健な分数励起を実現する上で極めて重要である。分数チャーン絶縁体に関しては、これまでの研究から、平坦なチャーンバンドを最低ランダウ準位（LLL）に可能な限り近づけることが励起ギャップを最大化すると考えられており、一見すると最適なプラットフォームを提供しているように思われる。本研究では、LLL限界からの変形が実際に従来よりも大幅に大きいFQHギャップを生成し得ることを実証する。
Heat measurement of quantum interference
量子コヒーレンスは、量子熱機関および量子冷蔵庫の動作原理と性能において極めて重要な役割を果たす。量子熱力学の基礎的理解や技術的応用の観点からその重要性が指摘されているにもかかわらず、これまで熱輸送過程におけるコヒーレンス効果は観測されていなかった。本研究では、駆動型フラックス量子ビットとλ/4共面導波路共振器を電気的に結合させた系において、熱浴と量子ビット間の熱伝達過程における量子的特性を測定した。本系では、熱リザーバと結合した共振器構造を採用している。
Reinforcement learning-guided optimization of critical current in high-temperature superconductors
高温超伝導体は次世代のエネルギー技術や量子技術に不可欠ですが、その性能は微細構造の欠陥に強く影響される臨界電流密度 () によって制限されることがよくあります。
First non-zero measurement of a nuclear electric dipole moment
本論文では、2016年に最初に提案され~\cite{このhttps URL}、本論文で詳細に検討された超電流の時間変化率に基づく新規手法を用いて、核の電気双極子能率の初めての非零測定結果を報告する。
新手法の実証、えらい
Low-temperature scaling laws in unconventional flat-band superconductors
平坦バンド超伝導体においては、電子対形成が著しく促進されるため、臨界温度は相互作用強度に対して線形的に増大する。したがって、平坦バンド超伝導系における支配的な対形成機構を同定することは重要な課題であり、低温スケーリング測定などの実験的手法によって制約を加えることが可能である。
THz mixing of high-order harmonics using YBa2Cu3O7-δ nanobridges
超伝導材料は、テラヘルツ波ミキサや単一光子検出器をはじめとする多数のデバイスを実現する上で重要な技術基盤である。ただし、従来の超伝導体では極低温環境に限定されるという制約がある。高温超伝導体を用いれば原理的には高温動作が可能であるが、銅酸化物超伝導体の薄膜形態における材料の複雑性、極めて短いコヒーレンス長、および材料安定性の問題が、液体窒素温度で動作するテラヘルツデバイスの実用化を妨げてきた。YBa2Cu3O7-δ（YBCO）ナノデバイスは、ジョセフソン効果に特徴的な非線形特性を示しており、超伝導エネルギーギャップが大きいことから、テラヘルツ領域における交流信号のミキシングが可能であるという潜在能力を有している。本研究では、ナノスケールで完全に平面化されたYBCO薄膜ブリッジ内におけるアブリコソフ渦運動を利用した、テラヘルツ波用交流ジョセフソン機能について報告する。
Light induced Berezinskii-Kosterlitz-Thouless transition in Superconducting Films
我々は超伝導体における光駆動非平衡渦ベレジンスキー-コステルリッツ-サウレス (BKT) 転移を報告します。
Effects of successive annealing on high-field electrical transport and the upper critical field in S-substituted FeTe
本研究では、硫黄置換FeTe化合物に対する連続アニール効果を提示し、高磁場下での電気輸送特性を調査します。
Imaging magnetic flux trapping in lanthanum hydride using diamond quantum sensors
本研究では、圧力伝達媒体としてネオンガスを用いることで、NVセンターの動作圧力を約200 GPaまで拡張することに成功した。この量子プローブ技術を応用し、アンモニアボランおよびランタンを原料としてレーザー加熱法で合成したLaH試料のマイスナー効果を詳細に調査した。
ハーシュ先生へのレクイエムだ。。。
Tunable Colloidal Synthesis Enabling μ-ARPES on Individual Two-dimensional Bismuth Nanocrystals
2 次元ビスマス (Bi) は、強力なスピン軌道結合、高い熱電効率、磁気抵抗により、量子技術およびエネルギー技術の有望なプラットフォームです。
High-temperature plasma in Casimir physics
高温荷電プラズマの珍しいが重要な応用について簡単にレビューします。
A Review of AI-Driven Approaches for Nanoscale Heat Conduction and Radiation
熱伝導と放射は、熱伝達の3つの基本形態のうちの2つであり、エネルギーシステムから材料科学に至るまで、幅広い科学技術分野および工学分野で重要な役割を果たしている。しかしながら、これらの現象をモデル化するための従来の物理学ベースのシミュレーション手法は、多くの場合、計算コストが極めて高くなるという課題を抱えている。近年、人工知能（AI）および機械学習（ML）技術が急速に発展しており、ナノスケールにおける熱伝導と放射のモデリングにおいて顕著な可能性を示している。本総説では、ナノスケールにおける熱伝導と放射のモデリングに関する、最新のAI駆動型開発動向について包括的に概説する。
Revisiting and Accelerating the Basin Hopping Algorithm for Lennard-Jones Clusters: Adaptive and Parallel Implementation in Python
Lennard-Jones (LJ) ポテンシャルを介して相互作用する原子クラスターのグローバル最適化のための Basin Hopping (BH) アルゴリズムの適応型並列実装を紹介します。
Mutual enhancement of altermagnetism and ferroelectricity
我々は、最近、第一原理計算によって絶縁体および半導体システムで予測された、強誘電性と金属の交代磁性秩序が共存する可能性を理論的に考察します。
An introduction to Markovian open quantum systems
これは、マルコフマスター方程式によって支配されるオープン量子システムの動的フィールドへの簡潔な教育的入門書です。
Spin Polarons in Flat Band Ferromagnets
スピンポーラロンは、スピン偏極した電子状態において形成される電子とスピン反転の束縛状態である。これらの束縛状態は従来、主に2つの状況で形成される：分散性バンドを持つフラストレーションを受けた格子系――ここでは電子の運動が近傍のスピン反転との結合を好む――か、あるいはトポロジカルな平坦バンド系――ここではチャーン数によって電子とスピン反転の間に有効双極子相互作用が強制される――である。本研究では、これらいずれのパラダイムにも明確には当てはまらない文脈においてスピンポーラロンが形成される現象を報告する。特に、平坦バンド強磁性の典型的なモデルである1次元ミーレ・タサキ鎖を詳細に検討する。このモデルは厳密な強磁性基底状態、自明なバンドトポロジー、および最低バンドにおける運動エネルギーの凍結という特徴を有している。
Role of Phase Fluctuation in Dynamic Competition Between Charge Order and Superconductivity in Cuprates
位相揺らぎは、非熱的（超高速）相転移と熱的相転移を区別する重要な要因である。銅酸化物超伝導体における電荷秩序は、短距離秩序を特徴とする一方で超伝導性と競合関係にあり、このため結合した秩序パラメータダイナミクスにおける相揺らぎの役割を研究する上で代表的な事例を提供する。本研究では、時間分解共鳴X線散乱法を用いて、銅酸化物／マンガン酸化物ヘテロ構造における電荷秩序と超伝導の相互依存的な進化機構を詳細に調査した。
ℤ2 Universality of the Mott Transition
モット転移は、運動量空間における ℤ 2 対称性の破れの結果として、普遍的なスケーリングを示すことを示す。
Diamond quantum sensing at record high pressure up to 240 GPa
ダイヤモンド中の窒素-空孔（NV）センターを利用した量子センシング技術は、磁気相転移1-4の研究、超伝導体のマイスナー効果1,5-9の実証、さらには極限環境下における応力分布3,9の可視化など、革新的な技術として注目を集めている。近年のNV構造の改良と静水圧環境下での実験により、NVセンターの動作圧力は140 GPa2,6,10,11まで向上したものの、水素含有超伝導体（例えばLa-Sc-H系では195-266 GPaの圧力条件下で転移温度Tcが271-298 Kを示す12）や地球核近傍の鉱物進化13に関する研究で求められる数メガバール領域までセンシング能力を拡張するには、依然として多くの技術的課題が残されている。本研究では、イオン注入法によって形成した浅いNVセンターを高圧・高温（HPHT）アニール処理することで、その密度向上、コヒーレンス特性の改善、および内部応力の低減に成功した。これは、圧縮条件下におけるNVセンターの劣化を抑制するための重要な前提条件である。
Overcoming disorder in superconducting globally-driven quantum computing
我々は、準2次元ラダー形状に基づくグローバル制御超伝導量子コンピューティングアーキテクチャに対する静的無秩序の影響を研究しています[R. Menta et al., Phys. Rev. Research 7, L012065 (2025)]。
Superconductor discovery in the emerging paradigm of Materials Informatics
過去20年間において、水素化物系（フォノン媒介型）超伝導体に関する計算科学的予測が爆発的に増加しており、その多くが極めて高い圧力条件、すなわち数百GPaという極限環境下での研究によって得られたものである。これらの発見は、電子-フォノン相互作用に関するミグダル-エリアシュバーグ理論（およびその第一原理計算による実装手法）によって強力に推進されてきた。この理論は、フォノン媒介型超伝導の核心概念として重要な役割を果たしている。数十件に及ぶ予測が実験的に合成・特性評価され、学術界に大きな興奮をもたらした一方で、いくつかの議論も巻き起こした。本論文では、材料情報科学の枠組みにおいて発展してきた理論的アプローチ、計算科学的手法、そして特に人工知能（AI）/機械学習（ML）に基づく手法など、様々な観点から計算科学主導の発見と当該分野の最新動向を包括的にレビューする。これらのアプローチにはすべて課題や未解決の重要課題が存在するが、AI/ML技術に関しては特に、その初期段階にあることが合理的な理由によるものである。しかしながら、これらの手法がさらに発展し、協調的な取り組みの中で統合されることができれば、AI/MLアプローチがより重要な役割を果たす可能性が大いにある。
Theories of Superconducting Diode Effects
超伝導ダイオード効果（SDE）は、バルク超伝導体およびジョセフソン接合の双方において、古典計算・量子計算分野ならびに超伝導センサー技術への応用可能性から、近年大きな注目を集めている。本論文では、その実現に向けて理論的に提案されている各種メカニズムについて体系的にレビューする。
Grokking in the Ising Model
機械学習計算において「グロッキング」と呼ばれる遅延型一般化現象は、訓練データに対する分類精度が最大値に極めて近い値に達する時点が、テストデータに対する精度が到達する時点よりも大幅に先行する場合に生じる。本論文では、2次元イジングモデルの構成を分類するように訓練されたニューラルネットワークの文脈において、このグロッキング現象を詳細に検討する。
Photoinduced Electronic Band Dynamics and Defect-mediated Surface Potential Evolution in PdSe2
我々は、密度汎関数理論と組み合わせた時間・角度分解光電子分光法 (TR-ARPES) を使用して、低対称性層状半導体 PdSe2 の超高速キャリアダイナミクスを調査します。
Strain Engineering of Altermagnetic Symmetry in Epitaxial RuO2 Films
RuO₂の磁気基底状態については長年にわたり活発な議論が続けられてきた。本研究では、第一原理計算手法を用いて、[001]方向に沿った圧縮歪みが（100）面および（110）面TiO₂基板上に成長したRuO₂薄膜において交代磁性相を安定化させることを明らかにした。さらに詳細な解析により、この圧縮歪みがフェルミ準位近傍の状態密度を増大させ、その結果としてフェルミ面の不安定化とオルタマグネティズムの発現を引き起こすことが確認された。歪みの強度およびそれに伴う状態密度の増加量は、薄膜の厚さを制御することで調整可能であり、この現象はX線回折測定および光電子分光測定によって系統的に確認されている。
Fermionic dynamics on a trapped-ion quantum computer beyond exact classical simulation
フェルミオン系多体システムの時間発展シミュレーションは、量子コンピュータの主要な応用分野の一つとして長年期待されてきた。古典コンピュータでは精度に限界があるこのようなシミュレーションは、量子化学や材料科学の分野において極めて重要であり、生化学からクリーンエネルギー技術、化学合成に至るまで、幅広い分野の発展を支える基盤技術である。しかしながら、これまで開発されてきた全てのデジタル量子シミュレーション手法は古典計算手法と同等の性能に留まっており、近い将来に実用化が見込まれる中規模量子ハードウェアがこの分野で計算上の優位性を発揮できるかどうかは依然として不明であった。本研究では、Quantinuum社のSystem Model H2トラップイオン型量子コンピュータ上で、56量子ビットシステムの時間発展を対象とする効率的な量子シミュレーションアルゴリズムを実装した。このシステムは、古典コンピュータによる厳密なシミュレーションが不可能なほど複雑な系である。
High Resolution Polar Kerr Effect Studies of Cs3Sb5 and ScV6Sn6 Below the Charge Order Transition
本研究では、電荷秩序転移温度以下における自発的極性カー効果（PKE）の兆候を探索するため、CsV3Sb5およびScV6Sn6単結晶試料に対して高分解能の極性カー効果測定を実施した。1550 nm波長と830 nm波長で動作する2種類の独立したゼロ面積ループ・サニャック干渉計を用いて、磁場印加下でのPKEの可能性について温度依存性を系統的に調査した。磁場印加下でのカー効果測定では、遍歴キャリアのパウリ感受率から予測される光学回転角が得られたものの、磁場ゼロ条件下では装置のノイズフロア限界である約100ナノラジアン以下の信号は検出されなかった。カー効果測定と同光学体積内で実施したコヒーレント反射測定により、電荷秩序転移の鋭さが確認されている。さらに、隠れた磁束秩序状態を明らかにするため応力印加を試みたが、カー効果の有限値は観測されなかった。
何も見えなかった論文だ
Direct observation of the surface superconducting gap in the topological superconductor candidate β-PdBi2
本研究では、超伝導転移温度Tc以下の条件下において、高分解能レーザー角度分解光電子分光法を用いてβ-PdBi2単結晶の高品質試料における超伝導ギャップを測定した。その結果、運動量空間において複数のバンドにわたって等方的な超伝導ギャップが存在することを確認した。さらに、トポロジカル表面バンドとバルクバンドの超伝導ギャップの差が約0.1 meVであることを明らかにし、この値は既存の他の実験結果と一致することを確認した。
‐2025/10/20,21,22,23,24‐‐
Emergent Topology in Kagome Ferromagnets
我々は、ジャロシンスキー-モリヤ相互作用 (DMI) とスカラースピンカイラリティを持つ 2 次元カゴメ強磁性体におけるトポロジカル マグノン相の出現を調査します。
Topological Order Without Band Topology in Moiré Graphene
モアレ材料における無磁場分数チャーン絶縁体（FCI）の発見は、トポロジーと相関効果の相互作用に関する研究分野に大きな関心を呼び起こした。本研究では、トポロジカルに自明なモアレバンド内であっても、現実的な条件下で分数化されたトポロジカル秩序が出現し得ることを実証する。
Gate-tunable Josephson diodes in magic-angle twisted bilayer graphene
本研究では、マジックアングルねじれ二層グラフェン（MATBG）において、ゲート制御によって定義された隣接する2つのジョセフソン接合（JJ）について、ν = −2近傍のモアレ充填因子条件下での低温測定結果を報告する。
Altermagnetism induced surface Chern insulator
我々は、交代磁性体をトポロジカル結晶絶縁体 (TCI) に結合することによって量子化異常ホール効果 (QAHE) を実現する新しい方法を提案します。
Multiferrons: lattice excitations with finite polarization and magnetization
フェロンは、強誘電秩序の基本励起に対応する準粒子の一種である。マグノンが磁化の変調と輸送を担うのと同様に、フェロンは電気分極の変調と輸送を担う。本研究では、電気的性質と磁気的性質の両方を併せ持つ基本励起として、マルチフェロンという概念を導入する。
ハンターハンターか？
Neural Transformer Backflow for Solving Momentum-Resolved Ground States of Strongly Correlated Materials
強い相関を有する物質系は、多様なエキゾチック量子相を示すものの、強い相互作用の影響によりその理論的解明は依然として困難な課題である。本研究では、多バンド射影形式に基づく強力なニューラルネットワーク・アンサツである「ニューラルトランスフォーマー・バックフロー（NTB）フレームワーク」を提案する。
Does Moire Matter? Critical Moire Dependence with Quantum Fluctuations in Graphene Based Integer and Fractional Chern Insulators
菱面体多層グラフェンは、平坦バンド駆動型の相関現象を研究するための強力なプラットフォームとして注目されつつあるが、その多くの側面については未だ解明されていない。本研究では、菱面体構造を有する六層グラフェンにおけるモアレパターン依存的なバンドトポロジーを体系的に解明する。
Quantum geometry of common semiconductors
典型的なダイヤモンド型（C、Si、Ge）および亜鉛ブレンド型（GaAs、InPなど）半導体の量子幾何学的特性について、s p3 s∗タイトバインディングモデルを用いて詳細に調査した。このモデルを用いることで、ブリルアンゾーン全域にわたる価電子帯状態の量子計量を計算することが可能である。計量の大域的最大値はΓ点に位置するが、リッチスカラー、リッチテンソル、アインシュタインテンソルといった微分幾何学的特性は、運動量空間内で顕著な変動を示すことが明らかとなった。これは、運動量空間の多様体が高度に歪んだ構造を有していることを示唆している。
Robust Orbital-Selective Flat Bands in Transition-Metal Oxychlorides
運動エネルギーを抑制することで電子相関を増強する平坦な電子バンドは、エキゾチックな量子相を実現するための理想的な基盤を提供する。しかしながら、幾何学的フラストレーションを有する格子構造、モアレ超格子、重い電子系物理学といった従来のアプローチは、いずれもロバスト性・チューニング可能性・軌道選択性の間に本質的なトレードオフが存在するため、広範な応用が制限されている。本研究では、ファンデルワールス材料であるNbOCl2およびTaOCl2において、角度分解光電子分光法（ARPES）によって直接観測され、密度汎関数理論（DFT）およびワンニエル解析によって理論的に解明された、本質的な軌道選択性を有する平坦バンド機構を明らかにする。
Microwave surface resistance of Tl-1223 films in a dc magnetic field
CERN の次世代 Future Circular Collider (FCC-hh) への潜在的な応用を考慮して、直流磁場中の Tl-1223 膜の最初の予備的な表面インピーダンス測定結果を紹介します。
Growth and microwave properties of FeSe thin films and comparison with Fe(Se,Te)
本研究では、パルスレーザー堆積法を用いて厚さ100nmの純粋なFeSe膜を成長させた。膜の構造はX線回折法で評価し、表面形態は原子間力顕微鏡で調べた。
Superconductivity suppression and bilayer decoupling in Pr substituted YBa2Cu3O7-δ
YBa2Cu3O7-δ（YBCO）におけるPr置換によって誘起される超伝導抑制機構は、その発見以来、未解明の謎として残されてきた。PrはY3+イオンと等電子的でありながら微小な磁気モーメントを有するにもかかわらず、YBCOの超伝導特性に劇的な影響を及ぼす唯一の希土類元素である。本研究では、角度分解光電子分光法（ARPES）とDFT+U計算を組み合わせることで、Pr置換がYBCOの低エネルギー電子構造に及ぼす影響を明らかにした。従来のフェーレンバッハー-ライス（FR）モデルおよびリーヒテンシュタイン-マジン（LM）モデルとは異なり、低エネルギー電子構造にはf電子の混成や新たな状態の存在を示す明確な兆候は認められない。しかしながら、強い電子ドーピングは主に反結合型フェルミ面上で観測される。さらに、Pr置換量の増加に伴い、Cu由来の電子状態に顕著な構造変化が生じることが明らかとなった。具体的には、CuO2二層構造の明確な分離と、CuO鎖間のホッピング確率の増大が確認され、これは単純な4f状態のイオン化を超えた間接的な電子放出経路の存在を示唆している。
YBCOのYに等価なPrを置換するとTcが下がるのは実効的に電子ドープになっているから、おもろいな
Fractional Quantum Hall Wedding Cakes
本研究では、単一の実験系において異なるトポロジカル秩序相が共存する現象を系統的に調査する。この概念を実証するため、空間的に変調された化学ポテンシャル下におけるホフスタッター・ボース・ハブバードモデルのテンソルネットワークシミュレーションを実施した。
分数量子ホールウェディングケーキ、ちょっと何言ってる？？？
Néel-Vector-Orientation Induced Intrinsic Half-Metallicity in Two-Dimensional Altermagnets
交代磁性体は、正味の磁化がゼロであるにもかかわらず巨大なスピン分裂を示すという特徴を持ち、強いスピン-軌道結合（SOC）を必要とせずにスピン偏極輸送を実現可能にする。しかしながら、伝導に寄与するスピンチャネルを決定論的に選択するためには、90度回転対称性と時間反転対称性の破れ（C4zT）を導入する必要がある。本研究では、予備的な考察として標準的な軸ベクトル変換則を用い、モノレイヤーTa2TeSeOにおいてニールベクトルを回転させることで、この条件が自然に達成可能であり、かつ対称性を効率的に利用した制御が可能であることを示す。
Design and theory of switchable linear magnetoelectricity by ferroelectricity in Type-I multiferroics
スピン軌道結合、第一原理 ME 応答フレームワーク、およびスピン空間群理論解析による電子バンド構造計算を使用して、19 種類の交代磁性および 4 種類の強磁性タイプ I マルチフェロイックにおける磁気電気 (ME) 結合メカニズムの包括的な理論的調査を紹介します。
Sub-unit cell engineering of CrVO3 superlattice thin films
酸化コランダムを秩序的に配列させた材料は、機能性酸化物薄膜分野に新たな可能性をもたらし、より広く研究されているABOペロブスカイト系材料を補完するものである。本研究では、層ごとの成長制御技術を駆使し、CrとV層の周期的配列において原子レベルの精度でエピタキシャルCrVO₃超格子薄膜の作製に成功した。
Coherent terahertz control of metastable magnetization in FePS3
結晶格子は、量子材料における創発的な電子的・磁気的・光学的物性を支配しており、ひずみ・圧力・化学置換による構造制御は、新規量子相の発見と制御において重要なアプローチとなる。静的な構造改変に加え、超高速刺激によって特定の格子モードを駆動することは、非平衡状態における材料特性を動的に制御する有効な手法である。しかしながら、格子コヒーレンスの共鳴励起を通じて非平衡相を動的かつコヒーレントに制御する手法については、これまでほとんど研究が進んでいない。このような制御技術を実現すれば、フェムト秒スケールという極めて短い時間スケールで、秩序パラメータを非揮発的かつオンデマンドで増幅・抑制することが可能となり、次世代光電子デバイス向け超高速計算技術の実現に不可欠である。本研究では、層状反強磁性体FePS3において新たに発見された光誘起型準安定磁化に対して、コヒーレントなフォノン制御を実現する手法を実証する。
Fractional Quantum Multiferroics from Coupling of Fractional Quantum Ferroelectricity and Altermagnetism
強誘電性と磁気秩序を併せ持つマルチフェロイック材料は、次世代電子デバイス開発において画期的なプラットフォームを提供する。しかしながら、単相材料において強誘電性と磁気秩序を駆動する機構間に本質的に存在する競合関係が、それらの性能に深刻な制約を与えており、通常室温では弱い磁気電気結合しか得られない。本研究では、長年解決が待たれていたこの課題に対し、分数量子マルチフェロイック（FQMF）という新たな概念に基づく解決策を提案する。本概念では、分数量子強誘電性（FQFE）と交代磁性（AM）を結合させることで、自然に強力な磁気電気結合が実現される。
Graph Neural Network for Unified Electronic and Interatomic Potentials: Strain-tunable Electronic Structures in 2D Materials
原子構造の原子間ポテンシャルとタイトバインディング (TB) ハミルトニアンの両方を予測するように設計された同変グラフ ニューラル ネットワークである UEIPNet を紹介します。
Stacking-tunable multiferroic states in bilayer ScI2
二次元（2D）マルチフェロイック材料は、ナノデバイスの微細化と集積化技術の進展において極めて有望な材料群である。本研究では、各層内で強磁性（FM）秩序を示す二層構造ScI₂において、層間滑り運動と回転運動を利用することで、層間磁気結合、強誘電性、およびバレー分極を自在に制御可能であることを実証した。
Coherent and Dynamic Small Polaron Delocalization in CuFeO2
遷移金属酸化物を用いた高効率デバイスの実現において、微小ポーラロンは依然として重要な技術的障壁となっている。電子状態や格子振動モードとの微小ポーラロン結合を制御し、キャリア局在状態を制御するための手法は未だ確立されていない。本研究では、過渡極端紫外反射分光法を用いてCuFeO₂における微小ポーラロンの形成過程を測定し、現実的なパラメータ設定を施したホルスタインモデルによる理論予測値と比較した。その結果、ポーラロンの局在状態は、フォノン浴の高周波成分と低周波成分のどちらと結合しているかに依存することが明らかとなった。
Mott vs Kondo: Influence of Various Density Functional Based Methods on the Ce Isostructural Phase Transition Mechanism
セリウムの等構造相転移（γ相からα相への転移）は、f電子の局在状態の変化によって支配されており、これが磁気秩序の変化と体積収縮を引き起こす。一般的に、このような物理現象は第一原理計算や基礎原理に基づく手法では正確に捉えることが難しい。しかしながら、これまでの研究では、γ相からα相への相転移に関する物理現象の少なくとも一部を予測する上で、様々な手法が有効であることが示されている。そこで本研究では、理論レベルと関数タイプ（GGA、MetaGGA、ハイブリッド関数）の異なる3種類の密度汎関数法を網羅的に調査し、特に絶対零度における相境界面での静水圧圧縮条件下での結果を比較・検討する。
High-Field Torque Magnetometry on the Kagome Antiferromagnet Karpenkoite
本研究では、カゴメ反強磁性体のモデル候補物質であるカルペンコ鉱Co3(V2O7)(OH)2・2H2O単結晶について、トルク磁気測定の結果を報告する。B軸方向（c軸方向）およびA軸方向（a軸方向）において、45テスラまでの磁場印加による相転移は検出されなかった。代わりに、トルク測定からは飽和状態へ向けて連続的なスピン再配向が明らかとなり、これは主にジアロシンスキー・モリヤ相互作用によって支配されていると考えられる。
Giant thermal modulation via a semiconductor-superconductor photonic field-effect heat transistor
本研究では、電界制御可能な半導体-超伝導体ハイブリッド構造において、加熱機構が放射熱のみによって生じる画期的な熱変調の実証に成功した。この構造は、約1mm間隔で分離された2つの熱リザーバから構成され、完全に非ガルバニックな電気回路によって相互接続されている。これにより、高温リザーバから低温リザーバへの黒体放射の伝達が可能となる。本デバイスでは、超伝導ジョセフソン電界効果トランジスタを採用することで、回路内の熱流を磁場フリーかつゲート制御可能な形で調整することを実現した。従来の研究では静電的な手法による熱輸送特性の変調可能性が示唆されていたが、本研究の枠組みでは最大約45mKという温度変調を達成しており、これまでの研究成果を1桁以上上回る成果である。さらに、浴温度30mKにおいて、熱トランスインピーダンスが約20mK/Vという値を示すことも確認された。
Quantum thermometric sensing: Local vs. Remote approaches
量子センサーを利用した量子熱計測技術について、量子推定理論に由来する基本精度限界の観点から詳細に検討する。提案するセンシングプラットフォームは、キャパシタを介して結合された2種類の異なる量子ビットから構成され、熱環境が存在する場合に量子振動を誘起する。熱平衡状態はギブス分布を用いてモデル化される。センサー感度の厳格な評価基準として、量子フィッシャー情報量（QFI）とヒルベルト・シュミット速度（HSS）を用いて精度限界を評価する。
AtomBench: A Benchmark for Generative Atomic Structure Models using GPT, Diffusion, and Flow Architectures
生成モデルは、新規材料の探索および同定において重要な資産として台頭しており、目的とする物性条件を満たす結晶構造の候補を迅速に提案することを可能にしている。多様なアーキテクチャが採用される機会が増えているにもかかわらず、材料データセットにおけるそれらの性能を体系的に比較評価した研究は未だ不足している。本研究では、代表的な3つの生成モデル――トランスフォーマーベースのAtomGPT、結晶拡散変分自己符号化器（CDVAE）、およびリーマン多様体フローマッチングモデルであるFlowMM――について体系的なベンチマーク評価を実施する。
Anomalous terahertz nonlinearity in disordered s-wave superconductor close to the superconductor-insulator transition
超伝導体におけるヒッグスモードの非線形テラヘルツ分光法による検出は、物性物理学における重要な研究分野である。本研究では、Ioffe-Regelパラメータが異なるNbN薄膜において、非線形テラヘルツ応答およびヒッグスモードに対する不純物散乱の影響について系統的に調査した。
超伝導体-絶縁体転移（SIT）近傍の強く無秩序な薄膜では、 𝑇 𝑐 を超える異常な第三高調波発生（THG）信号が観測されますが、これはよりクリーンな超伝導薄膜と非超伝導薄膜のどちらにも見られません。
Finite-temperature signatures of underlying superconductivity in the electron-doped Hubbard model
本研究では、数値的に厳密な決定係数量子モンテカルロ法を用いてハバードモデルのシミュレーションを実施し、虚時間中間点 () における相関関数を評価することで、ペアリング傾向を解析する。この方法は高周波成分の重みを抑制し、低エネルギー領域の物理現象を強調する特徴を有する。
Zero resistance when metals mixed with insulators
GeをドープしたGaNb4Se8における超伝導探索に関する研究過程において、偽のゼロ抵抗挙動が観測された。このゼロ抵抗は、金属相と絶縁相から構成される多相試料において、4探針法による測定の結果、回路開放状態に起因することが明らかとなった。この知見は、水素化物系で報告されている超伝導現象について、再検討が必要であることを強く示唆するものである。
GaNb4Se8にはホンモノ超伝導の信号が含まれている前提で、水素化物超伝導の解釈気をつけてってことか
Technical Review of spin-based computing
スピンベースコンピューティングは、エネルギー効率に優れかつ高性能な次世代データ処理ハードウェアソリューションを実現する有望な手法として注目を集めている。スピントロニクスデバイスは、電子スピンの集団的ダイナミクスを電気的に制御することで機能する。これは本質的に不揮発性・非線形性・高速動作を特徴とし、光子系やフォノン系といった他の自由度とも結合可能である。本総説では、計算アーキテクチャへの磁気要素およびスピントロニクス要素の統合に関する主要な進展を包括的に考察する。具体的には、無線周波数ニューロン/シナプスやスピントロニクス確率ビットといった基本構成要素から、リザーバーコンピューティングや磁気イジングマシンといったより広範なフレームワークに至るまで、幅広い技術領域を網羅的に検討する。
Quantum spin-tensor Hall effect protected by pseudo time-reversal symmetry
ホール効果で知られるこの著名な研究分野は、現代物理学において極めて重要な役割を担っている。時間反転対称性（TRS）が破れた異常ホール効果（AHE）および量子異常ホール効果（QAHE）を出発点として、これらのスピン依存性一般化であるスピンホール効果（SHE）やTRSによって保護された量子スピンホール効果（QSHE）に至るまで、豊富な輸送現象とトポロジカル現象が明らかになっている。しかしながら、スピン角運動量Sが大きい系（S > 1/2）においては、電荷電流とスピン電流に加えて、より高次のスピンテンソル電流が出現する。近年の研究では、これらの高スピン系において興味深いスピンテンソルホール効果が発見された。さらに本研究では、TRSが破れた状態における新たな物質のトポロジカル状態群――量子スピンテンソルホール（QSTH）絶縁体――を発見し、その非自明なトポロジーが独自の擬似時間反転対称性によって保護されていることを示す。
Soft Phonon Charge-Density Wave Formation in the Kagome Metal KV3Sb5
A V3Sb5系（A = K、Rb、Cs）カゴメ金属の電荷密度波（CDW）状態において、従来とは異なる特異な創発現象が報告されている。これらの現象には、軟質フォノンを伴わないCDW形成過程も含まれており、これは非従来型のCDW機構の存在を示唆している。本研究では、非弾性X線散乱法を用いてKV3Sb5におけるCDWがCDW秩序ベクトル（L点）近傍のT CDW = 78 Kにおいてエネルギーゼロまで軟化するフォノンを介して形成されることを明らかにした。これらの軟質フォノンは、L-A方向に比べてL-H方向においてはるかに広い運動量範囲で顕著な面内異方性を示しており、これがA V3Sb5系に共通して観測される拡散散乱現象の原因となっている。
Soft Mode Origin of Charge Ordering in Superconducting Kagome CsV3Sb5
カゴメ金属化合物 \chAV3Sb5（A=K、Cs、Rb）において、電荷密度波（CDW）秩序と超伝導が共存しており、これら相互に絡み合った相を駆動する機構に関する根本的な疑問が生じている。本研究では、高分解能非弾性X線散乱法と第一原理計算を統合的に用いることで、CsV3Sb5におけるCDW形成の起源を解明した。構造因子解析の結果に基づき、逆格子空間におけるM-L方向に沿った軟質フォノンモードを同定した。このモードの影響はL点で最も顕著に現れ、冷却に伴って弾性散乱強度が最も急速に増大する点とも一致する。
Quantum geometry and impurity sensitivity of superconductors without time-reversal symmetry: application to rhombohedral graphene and altermagnets
ブロッホ状態の運動量依存性によって生じる量子幾何学的効果の帰結を解析することは、凝縮系物理学において極めて豊かで活発な研究分野として台頭してきた。例えば、超流動剛性や対形成機構において、このような幾何学的特性は重要な役割を果たす可能性がある。本研究では、量子幾何学的効果が超伝導体の不純物感受性においても本質的に重要となり得ることを明らかにする。特に、常伝導状態におけるブロッホハミルトニアンにおいて時間反転対称性が破れている場合に、この効果が顕著に現れることを示す。
Monte Carlo Sampling for Wave Functions Requiring (Anti)Symmetrization
分数量子ホール効果やスピン液体などの現象において観測される多くの強相関状態は、粒子を複数のクラスターに分割し、各クラスター内で容易に評価可能な波動関数を構築した後、これらクラスター間で（反）対称化を行うことで記述される。本研究では、これらの状態におけるエネルギーや相関関数などの物理量を計算する新たな手法を提案する。この手法ではモンテカルロシミュレーションを採用しており、明示的な（反）対称化に伴う指数関数的な計算量の増大という問題を解決している。これにより、厳密対角化法では扱いきれない大規模系の研究が可能となる。
Unveiling non-Hermitian band structures with non-Bloch supercells
実数値バンド構造は、エルミート記述における周期系の解析において基礎となる概念であり、過去数十年にわたって実験的にも十分に確立されてきた。これに対し、非エルミート系ではエネルギーと運動量の両方に虚数部が存在する複雑なバンド構造を示し、非エルミートスキン効果や従来のブロッホ理論では説明できない異常なバルク-境界対応関係といった現象を引き起こす。これらの複雑なバンド構造（複素運動量と複素エネルギーの関係）を実験的にマッピングし、対応する固有状態を同定することは、これらの系を理解する上で極めて重要であるものの、依然として大きな課題となっている。本研究では、この課題を克服するため、運動量の虚数部からブロッホ位相の制御を分離する非ブロッホ超セルフレームワークを提案する。
Emergent Massless Dirac Fermions in Moiré Bands of Bilayer Graphene/hBN Superlattice
多層グラフェンとhBN（二硫化タングステン）からなる超格子構造は、電子バンド構造とそのトポロジーを自在に制御する有望な手法として実証されている。本研究では、二層グラフェン（BLG）超格子においてhBNの配向制御がトポロジカルなバンド再構成を誘起する役割を、実験的に明確に示すことに成功した。
Intrinsic Non-linearity of Josephson Junctions as an Alternative Origin of the Missing First Shapiro Step
マイクロ波照射下のジョセフソン接合において、第一シャピロステップが欠落する現象は、これまでマヨラナ束縛状態の特徴的な兆候として広く解釈されてきた。しかしながら、接合の過小減衰やジュール発熱といった従来のメカニズムでも同様の信号が生成され得る。本研究では、低～中程度の透過率を有する接合に固有の非線形電流-電圧特性が、第一ステップを抑制すると同時に、中間駆動周波数領域においてゼロ次ステップと第一ステップの間に特徴的なジグザグ型の境界領域を形成することを明らかにした。
Sub-10 nm Quantification of Spin and Orbital Magnetic Moment Across the Metamagnetic Phase Transition in FeRh Using EMCD
透過型電子顕微鏡（TEM）における電子磁気円二色性（EMCD）は、X線磁気円二色性（XMCD）と同様に、元素特異的なスピン磁気モーメントと軌道磁気モーメントの測定を可能にする。EMCD技術は比類のない空間分解能を有するものの、その定量的精度については依然として検証の余地があり、特に収束ビームを用いたビームスプリッタ配置系においてはその精度が問題視されている。本研究では、機能性相変化材料であるFeRhの一次磁気構造転移を可変磁気基準として用い、定量的EMCD解析の限界を体系的に評価した。従来のEMCD研究が主にFeなどの元素強磁性体を対象としていたのに対し、本研究では構造秩序と磁気秩序が結合した相関材料への適用可能性を実証する。
Berry Curvature Dipole-induced Non-linear Hall Effect in Oxide Heterostructures
時間反転対称性を有する系における非線形ホール効果の観測は、ベリー曲率を超えたバンドトポロジーが輸送現象の決定において果たす興味深い役割を実証した。これらの非線形応答の多くは、ベリー曲率双極子（BCD）にその起源を有している。BCDはベリー曲率（単極子）と同様に電子バンド構造に起因する効果であるが、結晶対称性によって通常強く制約を受ける性質を持つ。本研究では、非中心対称性を有する遷移金属酸化物ヘテロ構造を、BCD誘起非線形ホール効果を実現・制御するための有望なプラットフォームとして提案する。
Domain wall induced topological Hall effect in the chiral-lattice ferromagnet FexTaS2
磁気トポロジーとそれに伴う創発現象は、興味深い量子状態やスピントロニクス機能を実現する上で極めて重要である。強大かつ明確な電気応答を実現するスピン構造を設計することは、依然として重要な課題である。層状遷移金属ダイカルコゲナイドは、構造特性と磁気特性を自在に制御可能な汎用性の高いプラットフォームを提供し、多様なトポロジカル磁気状態へのアクセスを可能にする。本研究では、非中心対称性を有するインターカレート型遷移金属ダイカルコゲナイド系列FexTaS2において、ドメイン壁駆動型の大規模かつ調整可能なトポロジカルホール効果（THE）を発見したことを報告する。
Good Enough is Better: Feasibility vs. Pareto-Optimality in Alloy Design
合金設計において、候補材料の探索は多くの場合最適化問題として定式化され、複数の目的関数にわたるパレート最適解の特定が目標となる。しかしながら、パレート最適解が必ずしも実用的な適用に必要な全ての最低性能基準を満たすとは限らない。代替的なアプローチとして、合金設計を制約充足問題として扱う方法がある。この場合、複数の関心対象量に関して最低限の要件をすべて満たす解を特定することが目的となる。これらのアプローチは、現実的な合金設計問題の文脈において互いに比較検証されたことはない。本研究では、複数の目的関数と制約条件を伴う現実的な合金設計プロジェクトにおいて、制約充足フレームワークが最適化ベースの手法と比較して、実用的な合金を発見する可能性がより高いことを実証する。
Critical fluctuations and conserved dynamics in a strange ferromagnetic metal
広範な量子物質系において観測される特異な金属的振る舞いの起源は、凝縮系物理学における未解決の重要な課題である。従来、特異金属は反強磁性量子臨界点（QCP）とのみ関連付けられてきたが、近年発見された新規材料群は、強磁性・バレー秩序・ネマティック秩序といった一様な秩序パラメータとの関連性を示しており、より深い共通の基本原理の存在を示唆している。量子臨界点においては、秩序パラメータの揺らぎは動的臨界指数zによって特徴付けられる。この指数は、空間-時間スケーリングの非対称性を定量化するものである。本研究では、動的臨界指数z=3を示す特異金属強磁性体CeRh6Ge4において、Grüneisen比に発散現象が観測されたことを報告する。この結果は、基礎となる量子特異点が保存自由度を伴うものであることを強く示唆している。
Kondo breakdown induced by the non-Hermitian complex hybridization
近年、単一粒子損失を考慮した非エルミート型アンダーソン不純物モデルが[Phys. Rev. B 111, 125157 (2025)]において研究されており、強い相関によって生じる繰り込み効果が直観に反して散逸の性質を変化させ、新たな多体散逸機構を誘起することで近藤効果の破綻を引き起こすことが実証されている。関連する研究分野では、非エルミート型近藤モデルにおける二体損失も近藤効果の破綻を引き起こすことが知られている。これらの現象の本質を解明するため、本研究では近藤効果の破綻を簡潔に説明可能な有効モデルとして、非エルミート型複素混成を有するアンダーソン不純物モデルを解析する。スレイブボソン平均場理論を適用することで、本モデルが単一の複素パラメータのみで近藤効果の破綻を説明可能であることを示す。
Trapping, manipulating and probing ultracold atoms: a quantum technologies tutorial
超低温原子系を工学的に制御したシステムは、基礎量子力学の研究および量子技術の開発において極めて有用なプラットフォームである。絶対零度近傍の極低温環境下では、原子は巨視的な位相コヒーレンスと集団的な量子挙動を示すため、精密計測、量子シミュレーション、さらには情報処理分野への応用が可能となる。本総説では、超低温原子を捕捉・操作・検出するために用いられる主要な技術について入門的な概説を行うとともに、各手法の主要な応用分野についても重点的に解説する。
Non-relativistic spin splitting: Features and Functionalities
近年、補償型反強磁性体における非相対論的起源に起因するスピン分裂現象が、物性物理学研究において大きな注目を集めている。このようなスピン分裂を示す物質群は数十年前から知られていたものの、当初は高対称性運動量方向以外の方向におけるその発現が認識を妨げる要因となっていた。近年になって、正味の磁化が存在しない条件下で非相対論的スピン分裂を許容する対称性原理の解明が大きく進展し、これらの現象が共存することによって生じる非従来型の物性物理学的性質が明らかになってきた。本総説では、直線的配置、共面的配置、および非共面的配置といった多様なスピン配置を有する補償型反強磁性体における非相対論的スピン分裂について、簡潔かつ包括的な概説を行う。
Sliding Disassembly of van der Waals Heterostructures
二次元電子系に関する近年の理解の進展の多くは、ファンデルワールス（vdW）ヘテロ構造に由来している。この構造形成プロセスは、層状vdW化合物間の界面における弱い結合力に依存しており、化学的・構造的に異なる材料から極めて清浄なヘテロ構造を構築することが可能である。これは、従来の薄膜成長技術では達成が困難な課題であった。本研究では、vdW界面がもたらす新たな動的自由度を明らかにする。具体的には、微細構造を有するポリマースタンプを用いてvdWヘテロ構造をスライド操作により分解・再構成する手法を実証した。
Cavity modification of magnetoplasmon mode through coupling with intersubband polaritons
我々は、強磁場が存在する量子井戸内の二次元電子ガス (2DEG) への多モード金属-絶縁体-金属空洞の結合を調査します。
All-Electrical Self-Switching of van der Waals Chiral Antiferromagnet
反強磁性体は、その極めて小さい漏れ磁場と超高速な磁気ダイナミクスという特性から、高密度・超高速スピントロニクス応用分野において大きな注目を集めている。これらの物質はスピン源としての機能と情報キャリアとしての機能を併せ持つため、反強磁性秩序を電気的に自己制御可能なスイッチング機構によって操作できる可能性があり、超小型スピントロニクスデバイスの実現に向けた大きな可能性を秘めている。しかしながら、この分野における関連研究の進展は未だ限定的である。本研究では、ファンデルワールス（vdW）結合型遷移金属ダイカルコゲナイドCoTa3S6において、外部磁場ゼロ条件下で電荷電流によって誘起されるキラル反強磁性秩序の決定論的スイッチング現象を報告する。
XDXD: End-to-end crystal structure determination with low resolution X-ray diffraction
X線回折データから結晶構造を決定することは、多様な科学分野において基礎的な課題である一方、低分解能データに限定される場合には依然として大きな困難を伴う。近年の深層学習モデルは結晶構造相問題の解決において画期的な進展を遂げているものの、得られる低分解能電子密度マップはしばしば曖昧で、解釈が困難な場合が多い。この重大なボトルネックを克服するため、本研究では低分解能単結晶X線回折データから直接完全な原子モデルを決定可能な、我々の知る限り初のエンドツーエンド深層学習フレームワーク「XDXD」を提案する。
そんな都合の良い方法が？！
Floquet engineering enabled by charge density wave transition
フロケ工学は、超高速レーザーパルスによって生成される時間周期的な光場を利用して、量子物質の電子構造を動的に制御する強力な手法として注目されている[1, 2, 3, 4]。この光場は一時的にブロッホ電子を変調し、平衡状態では実現不可能な新規の電子状態を創出することが可能である[5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12]。このような時間的な変調は動的制御を可能にする一方で、電荷密度波（CDW）秩序などに起因する空間周期的な変調も、実空間における対称性の破れを通じてバンド構造を劇的に再構成することができる。これら二つの異なる形態の変調――時間的変調と空間的変調――の相互作用は、電子相依存型フロケ工学における新たな研究領域を切り開くものである。本研究では、この概念を典型的なCDW材料である1T-TiSe2において実験的に実証した。中赤外光をポンプ光として用いた時間・角度分解光電子分光法（TrARPES）により、価電子帯最大値（VBM）がポンプ照射直後に顕著に下降する現象を観測した。この結果は、CDW融解に伴ってピコ秒時間スケールで生じるその後の上昇シフトとは対照的な振る舞いを示している。
GoodRegressor: A General-Purpose Symbolic Regression Framework for Physically Interpretable Materials Modeling
解釈可能な材料モデリングのための汎用 C++ ベースのシンボリック回帰フレームワークである GoodRegressor を紹介します。
Multiferroic-like Excitation in Ferroelectrics
マルチフェロイック材料とは、電気秩序と磁気秩序が共存する物質系であり、基礎研究ならびにセンサー技術や情報技術分野における応用において極めて重要な研究対象である。しかしながら、室温で動作する本質的なマルチフェロイック材料は未だ極めて稀である。これは磁性と強誘電性の間に本質的な相容れなさが存在するためと考えられてきた。本研究では、純粋な強誘電体ホスト材料において、静的な磁気双極子と電気双極子を同時に担うマルチフェロイック類似の準粒子が生成されることを理論的に予測する。
Foundation Models for Discovery and Exploration in Chemical Space
分子構造から原子レベル、熱力学的、および動力学的特性を正確に予測することは、材料革新の基盤となる。現在の計算科学的手法および実験的手法では、化学空間を効率的に探索するために必要な拡張性を十分に備えていない。大規模な未ラベルデータセットで訓練された科学的基盤モデルは、多様な応用分野にわたって化学空間を探索する有望な手段を提供する。本研究では、従来の研究と比較してパラメータ数およびデータ量が1桁以上多い分子基盤モデル群MISTを開発した。
High-Efficiency Nonrelativistic Charge-Spin Conversion in X-Type Antiferromagnets
交代磁性体は、正味の磁化がゼロの状態を維持しつつスピン分裂を生成する能力を有することから、近年大きな注目を集めている。本研究では、従来の反強磁性体とは異なる新たなクラスの物質群「X型反強磁性体」を提案する。これらの物質は、特異なフェルミ面の幾何学的構造により、特定の結晶学的方向において反強磁性体よりも効率的にT非対称スピン流を生成することが明らかとなった。
Spin injection and emission helicity switching in a 2D perovskite/WSe2 heterostructure
鉛ハライドペロブスカイトにおける長寿命スピン集団の初期化と制御は、スピントロニクス応用において必須の要件である。本研究では、(BA)2PbI4/WSe2単層ヘテロ構造において、層間励起子発光の円偏光特性を実証する。
Intrinsic nonlinear Hall effect beyond Bloch geometry
固有ホール効果（線形および非線形の両方）の理論は、ブロッホベクトルパラメータ空間において定義される幾何学的概念に根ざしている。その形式的な表現のほとんどは、半古典論的な概念から導出されるものである。不規則性や相互作用の影響を考慮する場合、もはやブロッホベクトルという概念は適用できない。その代わりに、異なるパラメータ空間において定義されるより一般的な量子幾何学的枠組みが必要となる。このような高次レベルの幾何学的定式化による固有ホール効果の記述は、非常に簡潔な表現を可能にし、さらにブロッホ極限の場合には追加的な利点がある。すなわち、その論理構造が代数的操作によって隠されることなく、既知の結果を直截に導出できる点である。このアプローチでは、論理展開が代数的操作によって曖昧にされることがないのである。
Dara: Automated multiple-hypothesis phase identification and refinement from powder X-ray diffraction
粉末X線回折（XRD）は、結晶性材料の特性評価における基礎的手法である。しかしながら、特に多相系におけるXRDパターンの信頼性の高い解釈は、依然として手作業による専門知識を要する作業である。構造情報のみを提供する特性評価手法であるXRDにおいては、単一のパターンに対して複数の参照相が適合可能となる場合が多く、その結果、代替的な解法が考慮されない場合には誤った解釈が生じる可能性がある。この課題の解決と人的労力の軽減を目的として、我々はDara（Data-driven Automated Rietveld Analysis）というフレームワークを提案する。Daraは、粉末XRDデータから複数の相を堅牢に同定・精密化するための自動化フレームワークである。
Probing Hidden Symmetry and Altermagnetism with Sub-Picometer Sensitivity via Nonlinear Transport
X線回折および中性子回折は結晶構造を決定するための基礎的な分析手法であるが、その分解能には限界があるため、特に微妙な歪みを有する物質や競合する相が存在する場合、構造の誤同定が生じる可能性がある。本研究では、非線形輸送現象を補完的な手法として用いることで、隠れた結晶対称性を明らかにする新たなアプローチを提案する。強相関電子系物質であるCa3Ru2O7を事例研究として取り上げ、48 K（TS）以下の温度領域において、反強磁性相の磁気モーメントがa軸からb軸へと再配向することで擬ギャップが形成される現象を、DFT計算の結果と併せて詳細に解析した。その結果、これまで見過ごされてきた低対称性相の存在を、本手法によって初めて明らかにすることに成功した。
現在では、電子に加えて、フォノンやマグノンといった他の準粒子も熱ホール効果信号を生成し得ることが知られている。グラファイトは半金属材料であり、両極性の電荷キャリアが極めて移動度が高く、かつ大きな格子熱伝導率を有する特徴を持つ。本研究では、高度に配向した熱分解グラファイト（HOPG）試料における熱ホール効果を詳細に調査し、熱ホール信号に対する電子的寄与、フォノン的寄与、およびフォノンドラッグ効果による寄与を明らかにする。
Direct visualization of gate-tunable flat bands in twisted double bilayer graphene
ねじれ二層グラフェン（TDBG）における対称性が破れた相関状態は、ねじれ角、変位場、キャリア密度といった複数の外部パラメータによって制御可能である。しかしながら、これらのパラメータが平坦バンド構造をどのように再形成するかについて、運動量分解された直接的な特性評価は未だ十分に行われていない。本研究では、集光型角度分解光電子分光法を用いて、ねじれ角1.6度の条件下におけるTDBGの平坦バンド分散関係を系統的に調査した。電界制御による変位場とキャリア密度の段階的な変化を伴いながら、この測定を実施した。
Extracting transport coefficients from local ground-state currents
輸送特性は量子物質の特性評価において極めて重要な要素であるが、その測定には通常、外部からの強制励起と時間分解測定が必要となる。本研究では、量子工学的に設計されたプラットフォームにおいて容易に測定可能な局所的・静的基底状態電流の測定値から直接的に輸送係数を取得する手法を提案する。ギャップを有する系における相関の指数的減衰特性と相関伝播速度の有限性を利用することで、局所的なホール応答を少数の準局所的な電流観測量から再構成可能であることを示す。
Ferro-spinetic Altermagnets from Electronic Correlations
交代磁性体は、時間反転対称性と並進対称性が組み合わさった性質を欠く完全補償型の強磁性体である。本研究では、このような物質の対称性特性により、格子対称性によって規定される特定の方向に、強誘電性のスピン版とも言える「強スピン性分極」をスイッチ可能に制御できることを示す。まずこの効果を、相互作用する交替磁性フェルミオンモデルにおいて最も純粋な形で実証する。このモデルでは、多体キラル対称性が存在するため、電荷分極は生じ得ない。
Temperature-invariant magneto-optical Kerr effect in a noncollinear antiferromagnet
異常ホール効果と磁気光学カー効果はこれまで強磁性体と関連付けられてきたが、近年の研究により、正味の磁化が実質的にゼロである非共線性反強磁性体においてもこれらの効果が観測されている。これはベリー曲率が非ゼロであるためである。しかしながら、ホール効果の測定では外因性散乱に起因する強い温度依存性が現れることが多く、定量的な解析を困難にしている。また、カー効果の温度不変性については未確認の状態であった。本研究では、エピタキシャル成長させた化学量論的Mn3NiN単結晶薄膜を用い、赤外線通信波長である1550nmにおいて極性カー測定を実施した。その結果、ネール温度以下の200Kにわたる温度範囲において、数パーセント以内の安定した自発カー信号を観測することに成功した。この温度不変のカー効果は、強く温度依存性を示すホール効果とは対照的であり、これらの材料におけるベリー曲率の本質的な性質を実証するものである。
Altermon: a magnetic-field-free parity protected qubit based on a narrow altermagnet Josephson junction
反強磁性体は、磁場を必要とせずに超伝導回路を設計する新たな可能性を提供する。本研究では、有限幅の反強磁性体ベースのジョセフソン接合におけるアンドレーエフ束縛状態（ABS）のスペクトルを理論的に解析し、d波反強磁性対称性と幾何学的閉じ込めが低エネルギー励起状態に与える影響を明らかにした。
The Meissner effect in superconductors: emergence versus reductionism
マイスナー効果――超伝導状態に移行した金属内部から磁場が排除される現象――は、1933年に発見された超伝導体の最も基本的な特性であり、議論の余地なく最も重要な性質の一つである。1957年に確立された従来の超伝導理論は、一般的にこのマイスナー効果を完全に説明するものと広く受け入れられている。本論文では、このコンセンサスを支える理論的根拠、すなわち創発概念に基づく議論を再検討する。しかしながら、近年の研究により、磁場排除過程における運動量保存則に関する未解決の問題が従来理論内では適切に扱われていないことが明らかになっている。
Point-contact Andreev reflection spectroscopy of layered superconductors with device-integrated diamond anvil cells
機械的剥離が可能な超伝導体は、層厚によって制御可能な超伝導特性を研究する上で非常に興味深い研究対象である。このような層状超伝導体は、印加圧力に対しても敏感に応答することが期待されている。バルク超伝導体の特性を制御する有効な手法として圧力の効果が実証されている一方で、超伝導薄膜フレークを対象とした同様の研究は、技術的な制約からこれまで十分に行われてこなかった。特に、圧力下における分光測定に関する研究は未だ不十分である。本研究では、ダイヤモンドアンビルセル技術を改良し、圧力下における薄膜フレーク材料の点接触アンドレーエフ反射分光法（PCAR）測定を可能にした。これにより、超伝導特性に関する分光情報を取得する新たな可能性が開かれた。
イノベーションだ
‐2025/10/14,15,16,17‐‐
Influence of Platinum Thin Films on the Photophysical and Quantum Properties of Near-Surface NV Centers
ダイヤモンド中の窒素空孔（NV）中心は、光学的に制御可能なスピン欠陥であり、ナノスケールの量子センシングに大きな可能性を秘めています。NV中心の重要な応用の一つは、ダイヤモンド表面における外部スピンの検出です。金属の中でも、スピントロニクス、触媒、電気化学で広く用いられている白金薄膜は、このような研究にとって特に興味深いシステムを提供します。しかし、NV中心と金属との相互作用が量子センシング能力に影響を与えることが知られています。本研究では、異なるエネルギー（2.5～60 keV）での窒素注入によって作製された浅いNVを含む5種類の白金被覆ダイヤモンド試料を研究し、金属薄膜直下のNV集団の光学特性と量子特性を調査します。
Wiedemann-Franz behavior at the Weyl points in compressively strained HgTe
ワイル半金属は、その特異な電子バンド構造により、凝縮系物質における量子異常現象を研究する対象として大きな注目を集めている。本研究では、圧縮歪みが印加されたHgTe層を基盤とするワイル半金属において、予測されている量子異常の一つである重力異常に関連する大きな正の磁気熱伝導度について理論的に検討する。
plasmonX: an Open-Source Code for Nanoplasmonics
複雑なナノ構造のプラズモニック応答をシミュレーションするための新しいオープンソースコード、plasmonX の初公開版をご紹介します。このコードは、ナノ材料の完全な原子論的記述と暗黙的記述の両方をサポートしています。
A universal description of Mott insulators: Characterizing quantum phases beyond broken symmetries
モット絶縁体を典型的な事例として取り上げ、一般的なN体繰り込み群の枠組みを用いて、量子物質の相を力学的特性に基づいて特徴付ける手法を実証する。本質的な「モット性」は、高エネルギー領域における二体束縛状態の動力学を符号化する長寿命の創発的「固有粒子」間の有効内向き運動量反発力のサイズスケーリング変化によって特徴付けられることが明らかとなった。この結果は、全ての運動量を均一に単一占有するという条件の下で、対応するモット絶縁体クラスおよびそれ以外のモット金属に対して、時空スケールの長い領域における普遍的な特性評価を直接的に可能とするものである。
Mapping Temperature Using Transmission Kikuchi Diffraction
電子デバイスの設計において、その構造寸法は次第に微細化が進んでいる。このようなナノスケール領域における熱力学現象を理解するためには、新たな計測技術の開発が必要不可欠である。温度と圧力は熱力学の基本量であるが、ナノスケールでの測定は物理的接触が不可避的に系を乱すため、極めて困難な課題である。本研究では、非接触型走査電子顕微鏡（SEM）技術である「菊池回折熱測定法（KDTh）」を提案し、ナノスケール領域における温度と圧力のマッピングが可能であることを実証する。
Bond-resolved STM with density-based methods
ボンド分解走査トンネル顕微鏡法（BRSTM）は近年開発された技術であり、走査トンネル顕微鏡（STM）の利点と、CO修飾探針を用いた非接触原子間力顕微鏡（ncAFM）が提供する卓越した分子内分解能を統合したものである。この手法は表面上の分子間相互作用を特異的に観察することを可能とし、分子科学研究に新たな知見をもたらす。本研究では、BRSTM像をシミュレーションするための新規かつ実用的な手法を提案し、これをAg(111)表面上に形成されたペリレン-3,4,9,10-テトラカルボン酸二無水物（PTCDA）の新規実験BRSTMデータの再現に適用した。本手法では、従来にない精度で探針-試料間距離を制御した条件（10~pm）で得られた実験データを再現することに成功した。
Room temperature control of axial and basal antiferromagnetic anisotropies using strain
反強磁性材料は、その強固な磁性、高周波相対論的ダイナミクス、低損失な輸送特性、およびトポロジカルな磁気テクスチャ形成能力といった特性から、超高速スピントロニクスおよびマグノニクス分野における有望なプラットフォームとして注目されている。しかしながら、薄膜における反強磁性秩序の決定論的制御は依然として大きな課題である。これは、競合する磁気相互作用と脱ストレス相互作用によって安定化されるマルチドメイン状態の形成に起因する。したがって、反強磁性材料の実用化には、異方性特性の精密な制御が不可欠である。本研究では、有望なスピントロニクス材料候補であるa-Fe2O3において、室温環境下で複数の反強磁性異方性とナノスケールドメインを歪み制御によって確実に制御する手法を実証する。
Two-Dimensional Altermagnetism in Epitaxial CrSb Ultrathin Films
交代磁性は、正味の磁化がゼロであるにもかかわらず非相対論的スピン-空間群対称性に由来するスピン分裂電子バンドを示す、新たなタイプの強磁性体材料群として注目されている。二次元（2D）極限における交代磁性の実現は依然として重要な課題である。これは次元性の低下によってkZ分散が抑制され、スピン補償に必要な対称操作が不安定化するためである。本研究では、Bi2Te3基板上に成長したCrSbエピタキシャル単層膜において、真の2D交代磁性を実証した。その結果、1層膜では強磁性状態を示すのに対し、7/4層以上の臨界膜厚を超えると交代磁性状態へと転移する、膜厚依存性の相転移現象が確認された。
Strain-induced Moiré Reconstruction and Memorization in Two-Dimensional Materials without Twist
層間にねじれ構造を有する二次元材料（2D材料）では、構成層の単位セルのいずれよりも大きな周期性を持つモアレ干渉パターンが観測される。このような系においては、モアレ効果に起因する多体電子相関効果や非自明なバンドトポロジーによって、従来では見られない多様な相が出現する。従来、モアレ干渉を生成する際の課題の一つは、粘弾性スタンプを用いた機械的積層プロセスによる製造過程で、高品質で均一かつ再現性の高い試料を得ることが困難であったことである。本研究では、ねじれ構造を持たない2D材料に対して、層ごとに制御されたひずみ（ヘテロひずみ）を付与するという新たな手法を提案する。この方法では、ねじれや積層を伴わずに、ひずみ誘起による格子不整合からモアレ干渉が生成される。
天才の発想(ﾟ∀ﾟ)ｷﾀｺﾚ!!
Resonant diffraction and photoemission inconsistent with altermagnetism in epitaxial RuO₂films
RuO₂の磁気的特性および電子的特性に対する関心が高まっており、反強磁性の報告、ひずみ誘起超伝導現象、さらには新たに提案された磁気クラス「オルタマグネット」の一員に分類されたことがその背景にある。RuO₂は典型的な代表例として広く認識されている。しかし一方で、RuO₂の基底状態の磁気秩序については依然として議論が続いており、最近の複数の実験結果では磁気秩序の明確な証拠が報告されていない。この矛盾を解決するため、本研究ではTiO₂基板の(100)面上に様々なひずみ状態において成長させた一連のエピタキシャルRuO₂薄膜に対して、共鳴弾性散乱測定を実施した。
RuO_2 薄膜の共鳴弾性散乱信号は、長距離反強磁性秩序ではなく、異方性電荷散乱に由来する可能性が高いことがわかりました。
また交代磁性が逝ったか
Structural origin of resonant diffraction in RuO2
本研究では、単結晶および(001)エピタキシャル膜状のRuO₂試料に対して、Ru L₃端共鳴X線回折測定を実施した。入射エネルギー、方位角、および温度をパラメータとして、特徴的な𝐐 = (100)および(001)ブラッグ禁制反射について詳細に調査した。得られた結果から、RuO₂において観測された共鳴回折現象は、母結晶系（非磁性）ルチルP42/mnm空間群によって許容される構造起源の共鳴電荷異方性信号と完全に一致することが明らかになった。この発見は、共鳴回折信号に対する磁気的寄与を大幅に制限するものであり、RuO₂において𝐤 = 0の反強磁性秩序が存在する可能性は極めて低いことを示している。
またRuO2交代磁性が逝ったか
Structure and magnetism of MnGe thin films grown with a non-magnetic CrSi template
35 K以下の温度領域において、輸送特性データの磁場依存性の特徴と一致した予期せぬ残留磁気モーメントが出現する。この現象は、他の研究者によって「三重Qトポロジカルスピンヘッジホッグ格子」あるいは「多ドメイン単一Q円錐状態」と同定されている低温相の存在を示す間接的な証拠となる。
Impurity-induced spin density wave in the thermoelectric layered cobaltite [Ca2CoO3]0.62[CoO2]
本研究では、複雑な電子状態と磁気状態に起因して電気抵抗率とゼーベック係数が非単調な温度依存性を示す層状コバルト酸化物［Ca2CoO3］0.62［CoO2］単結晶について、Sn置換が熱電輸送特性に及ぼす影響を詳細に調査した。
Turn-on of Current-Induced Spin Torque upon Noncollinear Antiferromagnetic Ordering in Delafossite PdCrO2
デラフォサイト反強磁性体 PdCrO2 によって生成され、隣接する強磁性パーマロイ層に作用する電流誘起スピントルクの測定結果を報告します。
Collinear, incommensurate antiferromagnetism in van der Waals magnet alpha-UTe3
モノクリン系ZrSe3型構造を有するファンデルワールス（vdW）アクチナイド化合物α-UTe3は、5f電子モーメントを有する狭バンドギャップ半導体である。125Te核磁気共鳴（NMR）測定により、約20 K以下の温度領域において、層状に閉じ込められたスピン揺らぎが強く異方性を示し、特にa軸方向成分が強く増強されることが明らかとなった。さらに、反強磁性転移温度TN = 5 Kにおいて、信号が完全に消失する現象が観測されている。
Spinon band flattening by its emergent gauge field in quantum kagome ice
分数励起状態は、現実的な物質系において探索されているトポロジカル量子スピン液体状態を同定するための重要な手がかりを提供する。これらの単一粒子励起の動力学は、創発的なゲージ場との結合効果により、すでに多体問題として極めて複雑な性質を示している。本研究では、スピンアイスの磁化プラトー状態で実現されるカゴメ氷構造におけるスピノン励起を、最大63サイトまでの厳密対角化法と解析的状態グラフマッピング手法を組み合わせることで詳細に解析した。
A minimal and universal representation of fermionic wavefunctions (fermions = bosons + one)
フェルミオン系の波動関数を効率的に表現することは、量子物理学、化学、および材料科学における中核的な課題である。本研究では、連続的な反対称関数を、拡張された空間上で定義される連続的な対称関数へと持ち上げることにより、普遍的かつ厳密な表現手法を提案する。この持ち上げ操作を基盤として、粒子配置を符号化する対称特徴変数と、交換統計量を符号化する反対称特徴変数によって表現される\emph{パリティ重み付き表現}というフェルミオン波動関数の新たな表現形式を導出した。
L.Fu新作だ
Spinons, solitons and random singlets in the spin-chain compound copper benzoate
S = 1/2反強磁性ハイゼンベルク鎖は、スピノンやソリトンといった特異な励起状態を発現する典型的な量子系であり、不純物による乱れが存在する環境下ではランダムな一重項状態を形成する。単一の物質系においてこれらの励起状態を観測・識別することは依然として重要な課題である。本研究では、高品質単結晶銅ベンゾエートを用いて核磁気共鳴（NMR）測定を実施し、極低温環境下で磁場強度を精密に制御することで、これら3種類の励起状態をすべて同定・特性評価することに成功した。
Spinon Mediation of Witness-Spin Dynamics and Ground State in Herbertsmithite
ハーバートスミス鉱（ZnCu₃(OH)₆Cl₂）中のスピン1/2 Cu原子が形成するカゴメ格子構造は、スピノン準粒子を伴う量子スピン液体（QSL）状態を支持する可能性がある。各カゴメ面は、スピンを持たないZn原子の層によって隣接する同種面から分離されている。幸いなことに、これらのカゴメ面間に位置するZnサイトには、一部のスピン1/2 Cu原子がランダムに置換している。我々はこれらの「不純物」原子を、量子論的な「証人スピン」として再概念化する。これは、仮説として提唱されているZ₂ゲージ対称性を有するQSL状態に対する新たな特異的な検証手法である。この概念に基づき、我々はハーバートスミス鉱における証人スピンのダイナミクスを研究するためのスピンノイズ分光法を提案する。この手法により、T* {\approx} 260 mKにおける鋭い転移に先立って、スピンノイズの出現、減速、および強度増大が明らかとなった。
賢い
Evidence for easy-plane XY ferromagnetism in heavy-fermion quantum-critical CeRh6Ge4
私たちの結果は、4 電子モーメントの強い容易面異方性を明らかにし、この量子臨界重いフェルミオン強磁性体における混成と局所モーメント物理の複雑な相互作用を示唆しています。
Visualizing the Impact of Quenched Disorder on 2D Electron Wigner Solids
電子ウィグナー固体（WS）1-12は、凝縮系物理学における未解決の核心的問題である「電子間相互作用と電子-不純物相互作用の競合効果」を解明するための理想的な研究対象である。この分野の進展は、これまで単一欠陥を分解能良く測定する実験手法が欠如していたこと、および現実的な実験結果と理論計算を比較可能な精度の高い理論ツールが存在しなかったことによって制限されてきた。本研究では、原子分解能走査トンネル顕微鏡（STM）と乱れた2次元電子ウィグナー固体の量子モンテカルロ（QMC）シミュレーションを組み合わせることで、これらの技術的制約を克服した。
Emergent Discrete Time Crystals on Digital Quantum Computers: Boundary-Protected and Ancilla-Induced Disorder Mechanisms of Thermalization Slowdown
周期的に駆動される系（フロケ系）では、連続的なエネルギー吸収により、系は通常無限温度の熱平衡状態へと進化する。ただし、平衡状態に達する前の段階では、系は一時的に長寿命のプレ熱平衡状態を示すことがあり、この状態では離散時間結晶（DTC）などの非平衡系特有の現象が発生することが知られている。本研究では、IBM Quantum EagleおよびHeronプロセッサ上で実装されたキック・イジングモデルにおける周期駆動された積状態の緩和ダイナミクスについて詳細に調査した。
The Kitaev-AKLT model
アフレック・ケネディ・リープ・タサキ（AKLT）モデルに着想を得て、我々はキタエフ型結合を有するスピン1鎖系に対する厳密解を提示する。本研究では、二次結合項と四次結合項を含む拡張版キタエフモデルを考察する。厳密解が得られる特定のパラメータ点において、ハミルトニアンは射影演算子の和として再表現可能となる。
First-order phase transition driven by competing charge-order fluctuations in 1T’-TaTe2
秩序パラメータの不連続な変化を特徴とする一次相転移は、凝縮系物理学において非常に興味深い現象である。しかしながら、このような現象を支配する物質固有の微視的メカニズムについては、依然として不明な点が多い。本研究では、TaTe₂の1T'相において、波数ベクトル𝐪 ∗ = ( 0 , 1 4 + δ , 1 2 )を持つ高温不整合電荷秩序の前駆状態を明らかにした。この状態は、𝐪 CO = ( 0 , 1 3 , 0 )に位置する高温で揺らぐTa三量体結合状態と競合関係にある。
Ferroelasticity tunable altermagnets
交代磁性体は、その非相対論的スピン分裂機構と特異な物性特性により、近年大きな注目を集めている。しかしながら、交代磁性状態の制御に関する研究は未だ十分に進展していない。本研究では、新たなマルチフェロイック状態、すなわち強弾性交代磁性状態を提案する。この状態では、強弾性歪みが直接的にスピン分裂機構と結合するという特徴を有する。
Ferroelectric amplitude switching and continuous memory
強誘電体システムは本質的に二値スイッチング挙動を示すが、近年のアナログメモリデバイス技術の進展に伴い、連続的なメモリ状態の実現に対する関心が高まっている。本研究では、組成傾斜型Ba1-xSrxTiO3ヘテロ構造において、メソスケールレベルでの強誘電体振幅スイッチングを実証した。これにより、分極方向を変化させることなく分極強度を連続的に変調することが可能となり、本現象を「振幅スイッチング」と定義した。
Yamaji effect in models of underdoped cuprates
近年のアンダードープ型銅酸化物における角度依存型磁気抵抗測定により、擬ギャップ領域における微小な正孔ポケットの存在を示す有力な証拠が得られている。具体的には、HgBa2CuO4+δ 系において山路効果の観測が報告されている（Chan et al., Nature Physics 10.1038/s41567-025-03032-2（2025））。理論モデル間の重要な相違点は、それぞれが予測するフェルミ体積の大きさにあり、これは正方格子ブリルアンゾーンに対する割合として測定される。スピン密度波（SDW）モデルではポケット当たりp/4、分数化フェルミ液体（FL*）モデルではp/8となる。ここでpは正孔ドーピング量を表す。本研究では、両状態について半古典ボルツマン形式に基づくc軸方向磁気抵抗ρ z z ( θ , ϕ ) を計算するとともに、単一バンドハミルトニアンを用いた分数化フェルミ液体（FL*）に対してはアンシラ層モデル（ALM）を適用した。
Thermoelectric effect at the quantum Hall-superconductor interface
量子ホール絶縁体と超伝導体の接合系は、トポロジカル保護された量子計算に関連する可能性のある興味深い物理現象を実現するための有望なプラットフォームとして注目されている。しかし、これらの界面には望ましい励起の検出を妨げる他の効果も存在し得る。本研究では、量子ホール-超伝導体界面における熱電効果に関する測定結果を報告する。
Emergent Network of Josephson Junctions in a Kagome Superconductor
カゴメ格子構造を有する物質群は、その特異な性質から集中的に研究されている。これらの物質は、強い電子間相関と電子トポロジーが共存する新規かつエキゾチックな状態を発現するためである。特にAV3Sb5系（A = K、Rb、Cs）は、その電荷密度波、非従来型超伝導、時間反転対称性の破れ、および電子ネマティック性の兆候を示すことから、特に重要な研究対象となっている。近年、低電流密度条件下において、CsV3Sb5単結晶薄片において外部磁場中での臨界電流振動が観測された。本研究では、これらの振動の起源が、薄片内部に内在するジョセフソン接合ネットワークに由来し、それが臨界温度以下で形成されることを明らかにした。
Two-dimensional superconducting diode effect in topological insulator/superconductor heterostructure
超伝導ダイオード効果（SDE）は、クーパー対の運動が電流方向に対して非対称性を示す現象として特徴付けられる。三次元（3D）材料においては、SDEは電流方向によって変化する臨界電流を生じさせ、この効果が明確に観測可能となる。具体的には、材料は一方の方向では超伝導状態を示す一方、反対方向では抵抗性金属として振る舞う。しかしながら、真の二次元（2D）材料においては、理論的に臨界電流密度はゼロとなるため、2D極限条件下でのSDEの発現は興味深い課題として残されている。本研究では、トポロジカル超伝導体候補物質であるトポロジカル絶縁体Bi₂Te₃と鉄系超伝導体Fe(Se,Te)からなるヘテロ構造において、超伝導が2D極限条件下に閉じ込められた系でSDEを観測した。測定されたI-V特性からは、超伝導が二次元的性質を示す渦糸クリープ領域において非対称性が確認され、これは超伝導の二次元性に起因する有限電圧の発生によるものであることが判明した。
Vortex matter and strong pinning in underdoped PrFeAs(O,F) with atomic-sized defects
我々は、アンダードープされた PrFeAs(O,F) 超伝導体の単結晶におけるナノ構造欠陥ランドスケープの詳細な分析と組み合わせて、磁場依存の臨界電流密度とピンニング力の包括的な調査を紹介します。
Magnetic Field-Enhanced Graphene Superconductivity with Record Pauli-Limit Violation
スピン偏極超伝導体は、電子相関効果を研究する上で極めて貴重な実験系を提供するが、これまでに実験的に確認された候補系はごくわずかである。本研究では、菱面体構造を有する三層グラフェンにWSe2を近接効果によって導入した系において、SC5と呼称されるスピン偏極超伝導状態の観測に成功したことを報告する。
Spatial Correlation of Superconducting and Pseudogap Dynamics in a Bi-based Cuprate
超伝導状態と擬ギャップ相の相互作用機構を理解することは、銅酸化物超伝導体における高温超伝導の発現機構を解明する上で極めて重要である。本研究では、これら二つの状態が局所的かつ本質的に相関していることを示す直接的な空間的証拠を提供する。
Phase-sensitive evidence for 2x2 pair density wave in a kagome superconductor
ペア密度波（PDW）状態では、超伝導秩序パラメータの振幅と符号が周期的に変調される。このようなペアリング状態は、非磁性散乱に対して敏感に応答する性質を持つと考えられている。本研究では、走査型トンネル顕微鏡を用いてカゴメ型超伝導体における非磁性PDW破壊効果を観測した。その結果、電荷秩序と超伝導の結合によって誘起される2×2サイズのPDW構造が確認された。
Switchable chiral 2x2 pair density wave in pure CsV3Sb5
本研究では、残留抵抗比（RRR）が290という極めて清浄なカゴメ型超伝導体CsV₃Sb₅における電子対形成機構を詳細に調査した。合成極限条件利用施設（SECUF）に設置されている希釈冷凍機ベースの走査トンネル顕微鏡（STM）を用いて測定を行った結果、対形成ギャップがキラルな2×2周期構造を示すことが明らかとなった。さらに、このキラル構造のキラリティは磁場印加によって制御可能であることが確認された。
Broad nonlocal spectrum in the Pb-InSb hybrid three terminals for potential realization of Kitaev chains
ハイブリッド超伝導体-半導体（SC-SM）ナノワイヤは、特に人工キタエフ鎖の急速な発展に伴い、トポロジカル超伝導の制御やマヨラナ零モード（MZM）の実現に向けた最も有望なプラットフォームの一つとして注目されている。広く用いられているアルミニウム（Al）系ハイブリッド構造とは異なり、鉛（Pb）はバルク超伝導ギャップが約1.4meV、臨界温度が約7.2Kという特性を有しており、これによりAl系と比較して約5倍も大きな近接効果誘起ギャップが生じる。本研究では、Pb系ハイブリッド構造を用いた初の三端子デバイスを開発し、このプラットフォームにおいて非局所微分伝導度分光測定を実施した。
Quantum criticality at the end of a pseudogap phase in superconducting infinite-layer nickelates
多くの非従来型超伝導体において、奇妙な金属状態は量子臨界性に起因すると考えられている。しかし銅酸化物系では、この関係が謎に包まれた擬ギャップ効果によって隠されている。超伝導性を示す無限層ニッケル酸化物はこのパラダイムを検証する新たな舞台を提供するが、これらは薄膜に限定されるため、熱量測定が不可能である。本研究では、ゼーベック係数をキャリア当たりのエントロピーの低温指標として用い、明確な量子臨界熱力学的特徴を明らかにした。具体的には、La1-xSrxNiO2においてT線形抵抗率の出現点（x = 0.20）において、冷却に伴いゼーベック係数S/Tが対数的に発散する現象（S/T ∝ logT）が確認された。
量子臨界点、すき
Superconductivity in monolayer-trilayer phase of La3Ni2O7 under high pressure
加圧条件下における二層ラダー型ルドルステッド・ポッパー（RP）ニッケル酸化物La3Ni2O7において80Kという高温での超伝導が発見されたことは、新たな高温超伝導物質群の確立を意味している[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16]。現在、RPニッケル酸化物の超伝導を支配する基本原理の解明は、物性物理学における最重要研究課題の一つとなっている。本研究では、同一化合物であるLa3Ni2O7の異なる結晶多形、すなわち単層-三層（1313）ハイブリッド相を合成し、その物性を詳細に調査した結果について報告する。
Interlayer coupling enhanced superconductivity near 100 K in La3-xNdxNi2O7
二層構造ルドルステッド・ポッパー型ニッケル酸化物La3Ni2O7における超伝導転移温度（Tc）の系統的な制御は、依然として重要な課題である。本研究では、この課題に取り組むため、記録レベルの希土類元素置換を施した高品質多結晶La3-xNdxNi2O7（0 ≤ x ≤ 2.4）を合成した。
Ndドーピングは結晶格子、特にc軸方向の圧縮を引き起こし、スピン密度波転移温度を上昇させるとともに、正方晶系から斜方晶系への構造転移に必要な圧力を上昇させる。超伝導現象は高圧力下において全てのドーピング濃度範囲で観測され、電子輸送測定の結果から、x = 2.1および2.4の試料では超伝導転移温度Tcが約93 Kまで上昇することが確認された。ニッケル酸塩超伝導体に新たに適用した高周波透過測定技術を用いることで、x = 2.4の化合物において98 ± 2 Kという温度で超伝導の兆候を検出し、Tcの限界値をさらに押し広げることに成功した。
ニッケル酸化物の100K超伝導(ﾟ∀ﾟ)ｷﾀｺﾚ!!
Possible high-Tc superconductivity at 45 K in the Ge-doped cluster Mott insulator GaNb4Se8
GeをドープしたGaNb4Se8多結晶試料は、固相反応法によって合成された。あるバッチの試料において、ゼロ抵抗転移が観測され、最高臨界温度（Tc）は45 Kで出現した。この発見は、ドープされたモット絶縁体に由来する新たなクラスのNb系高温超伝導体の存在を示唆するものである。
イノベーション(ﾟ∀ﾟ)ｷﾀｺﾚ!!
Exotic Surface Stripe Orders in Correlated Kagome Metal CsCr3Sb5
新たに発見されたカゴメ型超伝導体CsCr3Sb5は、平坦バンド構造と特異な磁性という特徴的な性質を示し、相関電子系における新規量子状態の研究において極めて有望な研究対象となっている。本物質において観測される創発的電荷秩序は、非従来型超伝導の理解において重要な鍵となる現象であるが、原子スケールでの詳細な解明は未だなされておらず、その基礎物理機構は未解明のままである。本研究では、バルク相とは異なる表面層に出現する未報告のストライプ秩序構造を同定するとともに、走査トンネル顕微鏡（STM）、角度分解光電子分光法（ARPES）、および密度汎関数理論（DFT）計算を統合的に用いることで、物質のバルク電子物性の本質に迫った。
Momentum-Resolved Spectroscopy of Superconductivity with the Quantum Twisting Microscope
我々は、2次元サンプルに対してグラフェンの先端を回転させる平面トンネルデバイスである量子ツイスト顕微鏡 (QTM) を使用して、運動量分解能で超伝導を調べるための理論的枠組みを開発
Flat bands in condensed-matter systems -- perspective for magnetism and superconductivity
凝縮系物質系におけるフラットバンドへの関心が近年急速に高まっており、これが磁性や超伝導に及ぼす影響についても活発な研究が行われている。本稿では、この分野の物理学的意義を明らかにする。特に注目すべきは、バンドが単なる平坦な状態ではなく、非直交可能なワニエ状態を持つ特異なヒルベルト空間構造を有する場合に生じる、フラットバンド強磁性やフラットバンド超伝導といった特異な量子力学的現象である。これらの現象は、単なる状態密度の発散という現象をはるかに超えた、より深遠な物理的メカニズムに基づいている。
青木御大のフラットバンドレビューだ
Evolution of the superconductivity in pressurized La3-xSmxNi2O7
80 Kにおける二層構造La3Ni2O7の超伝導現象の発見、および圧力印加下における単結晶La2SmNi2O7で超伝導転移温度Tcが最大92 Kまで上昇した現象に着目し、我々は圧力印加下におけるLa3-xSmxNi2O7（0 ≤ x ≤ 1.5）の超伝導特性と結晶構造に対するSmドーピング効果を系統的に研究した。多結晶試料を用いた実験的調査により、Smドーピングが格子定数cおよびaを単調に減少させ、結晶構造の歪みを増大させることが明らかとなった。この結果、La3Ni2O7の金属的基底状態がLa1.5Sm1.5Ni2O7においては絶縁体状態へと転移することが確認された。化合物x = 0.9および1.5における超伝導発現の最大開始温度Tcはそれぞれ89 Kであり、超伝導が出現する圧力はドーピング濃度が高くなるほど高くなる傾向が認められた。これらの結果から、La3-xSmxNi2O7におけるTcの上昇は主に飽和前の圧縮されたc格子によって支配されており、結晶構造の転移が超伝導発現において決定的な役割を果たしていることが示唆される。
‐2025/10/13‐‐
X-ray imaging of antiferromagnetic octupole domains in Mn3Sn
時間反転対称性（TRS）が破れた新規反強磁性体は、従来の反強磁性体が持つ優れた動的特性と、強磁性体に特徴的な制御可能性を融合させることで、スピントロニクス研究に新たな研究方向を切り開いた。しかしながら、反強磁性ドメインの実空間イメージングは極めて困難な課題として知られている。X線磁気円二色性（XMCD）はこの問題を解決する有効な手法を提供する。適切な磁気空間群を有するTRS破れ反強磁性体においては、XMCDコントラストが有限値を示す可能性がある。本研究ではこの特性を活用し、集束イオンビーム加工によって作製した非共線性反強磁性体Mn3Snデバイスにおけるオクテポールドメインのイメージングに成功した。
Adversarial Thermodynamics
熱力学において、エージェントが仕事を抽出する能力は、その環境によって根本的に制約を受ける。従来の枠組みでは、不確実性下における戦略的意思決定――特にエージェントのリスク許容度――が、有限規模の実験において抽出可能な仕事量と成功確率の間のトレードオフをどのように決定するかを適切に捉えることが困難であった。本研究では、敵対的資源理論に基づく非平衡熱力学の新たな枠組みを提案する。この枠組みでは、仕事の抽出を、仕事を抽出しようとするエージェントと環境との間の敵対的ゲームとしてモデル化する。
Advances in momentum-resolved EELS of phonons, excitons and plasmons in 2D materials and their heterostructures
2次元材料およびそのヘテロ構造を含む機能性ナノ材料は、触媒分野から光電子工学、ナノフォトニクスに至るまで幅広い分野に革新をもたらすと期待されている。その潜在能力を最大限に引き出すためには、複合材料とその構成要素を特性評価するための新たな実験手法の開発が不可欠である。電子エネルギー損失分光法（EELS）などの高速電子を利用した技術は、他に類を見ないエネルギー範囲において高い分解能で現象を観測することが可能である。
Tensor-network representation of excitations in Josephson junction arrays
ジョセフソン接合アレイに基づく超伝導回路の励起スペクトルに対する非摂動テンソル ネットワーク アプローチを紹介します。
Mapping the moiré potential in multi-layer rhombohedral graphene
六方晶窒化ホウ素（hBN）上に整列させた菱面体グラフェン（rG）系において、平坦バンドが形成され、これがモット絶縁体、整数量子異常ホール相、および分数量子異常ホール相を含む様々な強相関量子相を安定化させることが明らかになっている。本研究では、走査トンネル顕微鏡/分光法（STM/STS）を用いて、hBN上に整列させた菱面体三層グラフェン（rtG）/hBNモアレ超格子構造におけるドーピング量および印加変位場下での平坦バンドの分散関係を可視化した。
Is Platinum a Proton Blocking Catalyst?
これまで白金は、酸性媒体中における水素発生反応（HER）の電極触媒として最も広く用いられてきた。白金はプロトン遮断型触媒と見なされており、反応中間体の吸着は表面層に限定されると考えられている。本研究では、電気化学水晶振動子マイクロバランス法を用いて、ガルバノスタティック法による重水素/水の分解反応過程における白金電極の実動作質量変化をモニタリングすることにより、白金と水素（H）およびその重同位体である重水素（D）とのバルク相互作用について詳細に検討を行った。
Are diffusion models ready for materials discovery in unexplored chemical space?
拡散モデルは新規材料設計において注目を集めつつあるが、その未開拓の化学空間において低エネルギー構造を生成する能力については、これまで体系的な評価がなされていなかった。本研究では、2種類の拡散モデルであるMatterGenとDiffCSPの性能を、3つのデータベース（遺伝的アルゴリズムによって構築された三元酸化物セット、テンプレート情報学手法によって構築された三元窒化物セット、および両手法を組み合わせて構築されたGNoMEデータベース）を用いて評価した。
拡散モデルは、十分にサンプリングされた化学空間（酸化物や窒化物など）においては一般的に安定した性能を示すが、稀少元素を含む組成や非標準的な化学量論比を有する化合物が多く含まれるGNoMEのような稀な化学空間においては、その効果が限定的であることが判明した。
Magnetic Materials for Quantum Magnonics
本論文では、強磁性金属、ヒュースラー合金、反強磁性体、オルタマグネティック材料、有機磁性体および二次元ファンデルワールス磁性体、六方フェライト、そして特にイットリウム鉄ガーネット（YIG）など、確立された材料から新たに注目されている磁性材料について体系的にレビューし、それぞれの主要な特性を明らかにする。
Hidden integer quantum ferroelectricity in chiral Tellurium
強誘電性は機能性材料研究の基礎をなす重要な現象であり、不揮発性メモリから光電子デバイスに至るまで多様な技術分野を支えている。近年、対称性の制約を受けない第一種整数量子強誘電性（IQFE）が理論的に提唱され、実験的にも実証されている。しかしながら、この現象は整数格子ベクトルに沿ったイオン変位によって生じるため、初期状態と最終状態は巨視的に区別がつかず、その結果物理的特性に変化が生じないという特徴がある。本研究では、初めて非自明な対応物（すなわち第二種IQFE）を提案する。この場合、初期状態と最終状態間の分極差は量子化されるものの、巨視的特性には差異が生じるという特徴を示す。
Simulating dynamic bonding in soft materials
動的結合は多くの軟質材料に共通して見られる重要な特性である。分子シミュレーションは、これらの材料における結合の動力学と熱力学をモデル化するための強力な手法として確立されており、実験だけでは得られない材料特性に関する知見を提供している。本論文では、分子動力学法、モンテカルロ法、およびハイブリッドシミュレーション手法を用いた軟質物質の動的結合モデリングにおける最新の進展を体系的にレビューする。特に、未解決の課題と今後の研究方向性に焦点を当てて考察する。
Deep Learning of the Biswas-Chatterjee-Sen Model
本研究では、深層学習技術を用いて動的連続意見ダイナミクス系の臨界特性を系統的に調査する。このシステムは、区間[-1, 1]内で定義されるN個の連続スピン変数から構成される。高密度ニューラルネットワークを、動力学モンテカルロシミュレーションによって生成されたスピン配置データで学習させることで、正方形格子および三角格子の両方において臨界点を正確に同定することに成功した。
Field-induced magnetic phases in the Kitaev candidate Na3Co2SbO6
本研究では、磁場および温度依存性の磁化測定、比熱測定、および磁気熱量効果測定に基づき、従来からKitaev候補物質として提案されているコバルト酸塩Na3Co2SbO6の豊富な異方性磁気相図を明らかにする。
Nematic Fluctuations and Electronic Correlations in Heavily Hole-Doped Ba1-xKxFe2As2 Probed by Elastoresistance
本研究では、広範囲のドーピング濃度領域（0.63 < x < 0.98）において、縦方向および横方向の弾性抵抗測定手法を用いて、正孔ドープ型鉄系窒化物超伝導体Ba1-xKxFe2As2におけるネマティック揺らぎと電子相関の特性を詳細に調査した。本研究の目的達成のため、弾性抵抗応答の軌道特性を、A1gおよびB2g対称性チャネルへの分解によって明らかにした。その結果、ドーピング濃度が低い領域ではB2gチャネルにおけるネマティック揺らぎが支配的である一方、x > 0.68の領域ではA1gチャネルが支配的となり、x ≈ 0.8付近で顕著なピークを示すことが明らかになった。この結果は、強い軌道選択的な電子相関が存在することを示唆している。
ｘ＝１も測定してや
Crystal-Field–Driven Magnetoelectricity in the Triangular QuantumMagnet CeMgAl₁₁O₁₉
本研究では、分極可能なヘキサアルミネート格子中に埋め込まれたクラマース型三角磁性体である単結晶CeMgAl₁₁O₁₉の誘電特性および磁気電気効果に関する詳細な研究結果を報告する。
Imaging of Gate-Controlled Suppression of Superconductivity via the Meissner Effect
最近、超伝導ナノワイヤを流れる超電流が、ゲート電圧によって遮断される現象が発見された。この超電流のゲート制御現象は「GCS効果」として知られており、超伝導トランジスタ論理回路の実現を可能にするものである。本研究では、GCS効果がマイスナー遮蔽の抑制としても現れることを明らかにし、この現象が輸送特性に限定されない超伝導の本質的な特性であることを実証した。サブケルビン温度領域で動作する走査型窒素空孔磁力計を用いて、ミクロンサイズのニオブ島構造におけるGCS抑制のナノスケール空間領域を可視化することに成功した。
Altermagnetism and Superconductivity: A Short Historical Review
本論文では、凝縮系物理学において一見無関係に見える3つの概念――電子液晶相、多極子展開、および交代磁性――の間に存在する深い相互関連性について考察する。これらの現象の根底には、非相対論的領域におけるスピン-運動量ロックインという共通の基盤が存在する。スピン-運動量ロックインは当初、電子液晶相の文脈で提唱された概念であるが、後に多極子展開の理論的枠組みに見事に組み込まれた。この理論的枠組みはさらに複数の原子サイトにわたって拡張可能であり、特に少なくとも2つの副格子に分布する局在磁気モーメントを特徴とするオルタマグネティック物質の記述において極めて有効である。
‐2025/10/8,9,10‐‐
When Less is More: Approximating the Quantum Geometric Tensor with Block Structures
自然勾配はニューラル量子状態の最適化において中心的な役割を果たす概念であるが、量子幾何学テンソル（フィッシャー情報行列の量子版）の計算コストと逆行列計算の制約を受ける。本研究では、ネットワーク層ごとに計量を分割するブロック対角型量子幾何学テンソルを提案する。この手法は、K-FACなどのブロック構造化されたフィッシャー情報手法と類似した性質を有する。
Surface-Localized Magnetic Order in RuO2 Thin Films Revealed by Low-Energy Muon Probes
ルテニウム二酸化物（RuO₂）は近年、新たな反強磁性体候補として注目を集めているが、その本質的な磁気基底状態、特に薄膜系における性質については未だ議論が続いている。本研究では、異なる成長条件下で作製したRuO₂薄膜における磁気秩序の性質とその空間的広がりを明らかにすることを目的とする。TiO₂（110）面およびAl₂O₃（1-102）面を基板として、パルスレーザー堆積法およびスパッタリング法により、それぞれ厚さ30 nmおよび33 nmのRuO₂薄膜を作製した。深さ分解能を有する低エネルギーミューオンスピン回転／緩和測定（LE-μSR）を、4 Kから290 Kの範囲の横磁場環境下で実施した。ミューオン注入エネルギーを1 keVとした場合のLE-μSR測定結果から、磁気信号は薄膜の表面近傍領域（10 nm未満）に由来することが明らかとなり、影響を受ける体積分率は最大でも約8.5%であることが示された。局所的な磁気応答特性は、異なる基板材料、成長手法、およびパラメータセット間で一貫しており、これは表面欠陥と次元性効果に関連する共通の起源を示唆している。横磁場μSR法と低エネルギーミューオンを用いた深さ依存性注入効果の研究を組み合わせることで、RuO₂薄膜における表面閉じ込め型で不均一な静的磁気秩序の存在を直接的に実証することができ、これまで報告されてきた矛盾点の解消に寄与する。これらの知見は、低次元性寄与を考慮することの重要性を強調するとともに、RuO₂の磁気特性、特に表面領域における欠陥・歪み・化学量論組成の役割についてのさらなる研究を促すものである。
ついに論争終結か？
Magnetic-Field Control of Tomonaga-Luttinger Liquids in Ta2Pd3Te5 Edge States
本研究では、剥離したTa2Pd3Te5薄膜の一次元エッジチャネルが、静電ゲート制御によってバルクギャップを跨ぐ形で化学ポテンシャルをシフトさせ得るため、頑強かつ調整可能なトモナガ・ルッティング液体状態を形成することを明らかにした。
Observation of Crystalline Nonlocal Volume Plasmon Waves
プラズモニクス分野において、物質の光学励起に対する応答が励起の空間相関に強く依存する場合、非局所効果が生じることが知られている。古典的な自由電子気体系では、局所的なドルーデ体積プラズモン波が支持されることがよく知られている。これに対し、圧縮可能な量子電子気体系では、非局所的な分散関係を持つ流体力学的な体積プラズモンが、高対称性方向すべてにおいて等方的に支持される。本研究では、ドルーデ型および流体力学型プラズモン波とは明確に異なる、結晶性非局所体積プラズモン波の初めての観測結果を報告する。
Ultraviolet optical conductivity, exciton fine-structure and dispersion of freestanding monolayer h-BN
励起子は、結合エネルギーが本質的に大きい2次元ギャップ材料における光-物質相互作用を支配する重要な存在である。半導体遷移金属ダイカルコゲナイドにおいては可視光領域で豊富な光学測定が行われているにもかかわらず、紫外線照射を必要とする絶縁性2次元材料の励起子構造に関する光学吸収研究は未だ十分に行われていない。さらに、光学限界近傍における励起子の運動量分散測定は、分解能の制約から極めて稀であるが、この測定結果は準粒子間相互作用を解明する上で決定的な知見をもたらすものである。この研究ギャップを埋めるため、我々は高運動量分解能電子エネルギー損失分光法（EELS）を用いて、単層および数層の六方晶窒化ホウ素の励起子分散特性を詳細に調査した。驚くべきことに、我々は小さな運動量領域でのみ観測可能な、ベテ・サルピーター計算では予測されていなかった2つの特徴（AとA）から構成される第一励起子分散バンドの微細構造を明らかにすることに成功した。
Observation of electromagnons in a monolayer multiferroic
ファンデルワールス多強磁性体は、新規な磁気電気現象を探求するための有望な研究プラットフォームとして注目を集めている。Gaoら（2021年）、Manら（2023年）、Tangら（2025年）の研究により、この分野の進展が報告されている。近年の研究では、単層NiI₂が二次元極限まで持続する強固なタイプII多強磁性特性を示すこと（Juら 2021年；Songら 2022年；Fumega and Lado 2022年；Aminiら 2024年）、テラヘルツ周波数領域において巨大な動的磁気電気結合を示すこと（Gaoら 2024年）、電気的に制御可能なスピン分極現象が生じること（Songら 2025年）が明らかになっている。これらの進展は、多強磁性秩序の集団励起である電磁マグノンTakahashiら 2011年、2013年；Matsubaraら 2015年；Gaoら 2024年；Kimら 2023年）を基盤とした、超高速動作・低エネルギー消費・電気的制御可能なスピントロニクスデバイスの実現可能性を示している。しかし、これらのボソンモードを実空間において単層限界まで直接可視化することは依然として未解決の課題である。本研究では、低温走査トンネル顕微鏡法を用いて単層NiI₂における電磁マグノンの原子スケール観測に成功したことを報告する。
Twist-tuned exchange and hysteresis in a bilayer van der Waals magnet
ねじれた二層構造におけるモアレ超格子は、電子バンド構造の根本的な再構成を可能にし、顕著なチューニング可能性を有する相関状態を発現させる。この概念をファンデルワールス磁性体に拡張すると、ねじれによって層間交換相互作用が空間的に変化し、新たなスピン構造の安定化と強磁性領域と反強磁性領域の共存が実現される。本研究では、約3°の角度でねじれた二層CrSBrにおいて頑健な磁気ヒステリシス現象が生じることを実証する。
Chromium-doped uranium dioxide fuels: A review
百万分率（ppm）レベルのCr₂O₃粉末を添加したUO₂は、近い将来の事故耐性燃料として有望な候補と見なされている。本論文では、数十年にわたる産業界および学術機関におけるCr添加UO₂に関する研究の成果を体系的に分析し、その技術的限界について批判的に検証する。
Attention to Order: Transformers Discover Phase Transitions via Learnability
相転移現象は集団的行動の質的な再編成を示す現象であるが、解析解が存在しない場合や従来のシミュレーション手法が適用できない状況では、その境界を特定することが依然として困難である。本研究では、学習可能性を普遍的な評価基準として提案する。この基準は、注意機構を組み込んだトランスフォーマーモデルが、微視的状態から構造を抽出する能力として定義される。
A nonequilibrium distribution for stochastic thermodynamics
ギブスの正準分布を、平衡状態にない系の場合へと拡張した。離散的なエネルギー準位を持つ系の確率分布を用いて、非平衡過程に関与するクラウジウスの非補償熱を微視的に定義するとともに、仕事の微視的定義を導出した。この非補償熱は、外部パラメータの変化に伴う非保存力の存在と関連している。本研究で新たに構築したこの枠組みを用いて、確率的熱力学における非平衡関係式の解明を試みる。
Phase Transitions Without Instability: A Universal Mechanism from Non-Normal Dynamics
本研究では、非正常系において生じる新たな普遍性クラスに属する相転移現象を同定した。これは、従来の理論が前提としていた「相転移には固有値の不安定性が必要である」という古典的見解に挑戦する発見である。
What is the most optimal diffusion?
可能な限り最速の「拡散」現象とは何か？単純な答えとしては「ディラックのデルタ関数を無限の速さで一様分布に変換する過程」が挙げられるだろう。以下では、より現実的な定義を検討する：ある確率密度関数 f ( x → , t ) の微分エントロピーを、あらゆる時間 t において最大化する過程である。ただし、一定の制約条件の下でこの最大化を行うものとする。
Quantum Probe Tomography
量子多体システムの特性解析は、物理学、化学、材料科学の各分野において根本的な課題である。これまでにも重要な進展が見られるものの、既存のハミルトニアン学習プロトコルの多くはシステム全体に対するデジタル量子制御を必要とし、小規模な局所プローブによるアクセスしか得られない多くの実世界の状況とは整合性が取れないという問題があった。この課題を踏まえ、本研究では「量子プローブトモグラフィー」という新たな問題を提唱し、その理論的枠組みを構築する。具体的には、時間発展する多体熱状態の小規模な部分系に対して単一の局所プローブアクセスを用いて、多体ハミルトニアンのパラメータを推定する問題を扱う。本研究では、代数幾何学と平滑化解析の新たな手法を組み合わせることで、プローブデータから識別可能なハミルトニアンを特定するという同定可能性問題の解決に取り組む。
Surface band-selective moiré effect induces flat band in mixed-dimensional heterostructures
本研究では、バルク結晶の表面状態を選択的に改変する特異なモアレ効果の存在を実証した。具体的には、希ガス単原子層をバルクBi（111）表面上に成長させた混合次元ヘテロ構造を作製し、角度分解光電子分光法を用いてこのヘテロ構造の電子構造を詳細に解析した。
Quantizing Bosonized Fermi Surfaces
ボゾン化とは、フェルミ面の動力学を位相空間の一部に存在する集団場の観点から記述する手法である。半古典的な観点からは妥当な理論であるが、このような場を量子力学的に扱う際の課題が、1次元系で見られるような強力な非摂動的ツールとしての応用を妨げてきた。本研究では、一般的なフェルミ面が、U(N)1 WZWモデルの特定のN→∞極限によって正確に記述可能であることを示す。この記述には、無関係な補正項の塔（tower of irrelevant corrections）が含まれる。
Emergent spacetime supersymmetry at 2D fractionalized quantum criticality
素粒子物理学における時空超対称性（SUSY）の存在を裏付ける実験的証拠は未だ得られていないものの、凝縮系物質は量子臨界点（QCP）においてこの現象が発現する有望な研究対象として注目されている。これまでに、対称性の破れたQCPにおける創発的SUSYに関する様々な理論提案がなされてきたが、分数化QCPにおけるSUSYの発現についてはほとんど未解明の領域が残されている。本研究では、Su-Schrieffer-Heeger（SSH）型スピン-フォノン結合を有するキタエフ・ハニカムモデルにおいて、分数化QCPにおける時空超対称性の創発現象を実証する。
Higher-order epitaxy: A pathway to suppressing structural instability and emergent superconductivity
分子線エピタキシー法を用いることで、新規な物性と機能性を有する薄膜材料の成長が可能となる。通常、薄膜と基板の格子定数は整合性を最大化するように設計され、欠陥や歪みを最小限に抑える。しかしながら、大きな格子不整合が存在する場合、高次エピタキシーと呼ばれる現象が生じ、格子定数の整数倍で定義される周期構造を持った整合成長が実現される。その潜在的な可能性にもかかわらず、高次エピタキシーは材料特性の向上や新たな現象の誘起を目的として用いられることはほとんどない。本研究では、CdTe（001）基板上に6:5の整合比を有する高次エピタキシーによって成長した単結晶FeTe薄膜について報告する。走査透過電子顕微鏡観察により、界面近傍において高次格子整合に起因する自己組織化型の周期的間隙構造が形成されていることが明らかとなった。
A novel way of recasting the Bardeen-Cooper-Schrieffer gap equations
ギャップ方程式は、超流動現象を記述するための標準的な理論枠組みであるバーディーン-クーパー-シュリーファー（BCS）理論の核心をなす方程式である。非線形積分方程式の集合体であるこれらの方程式は、その本質的な困難さから、超流動状態の最も粗雑な記述すら妨げることが多い。ハードコアポテンシャル、高密度超流動系、および結合チャネル対形成などは、いずれも歴史的にギャップ方程式に対して特別な取り扱いを必要とし、解を得るための条件となってきた。本論文では、対象とする解に関する事前知識を最小限に抑えつつ、効率的な汎用解法として機能する新たなギャップ方程式解法を提案する。
Unveiling Intrinsic Triplet Superconductivity in Noncentrosymmetric NbRe through Inverse Spin-Valve Effects
NbReは非中心対称性を示す超伝導体であり、本来的なスピン三重項対形成の候補物質として提案されてきた。しかしながら、NbReにおける三重項対形成を決定的に実証する証拠は未だ得られていない。本研究では、等スピン三重項クーパー対の存在を検証するため、反強磁性層でキャップされたPy/NbRe/Py三層構造を作製した。
Learning to predict superconductivity
物質の超伝導転移温度（Tc）の予測は、包括的かつ定量的な理論が確立されていないことから、凝縮系物理学における重要な未解決課題となっている。本研究では、化学的知見に基づく特徴量抽出と解釈可能な機械学習を統合したデータ駆動型アプローチを提案し、Tcの予測と超伝導材料の分類を実現する。本手法では、グラフレットヒストグラムと対称性ベクトルを用いて、構造情報と元素情報を統合的に表現する体系的な特徴量化スキームを開発した。3DSCデータベースに収録された実験的に検証済みの構造データを活用し、厳選された特徴量化データセットを構築した。さらに、ヒストグラム特徴量をガウス過程（GP）回帰および分類モデルに組み込むための新規カーネル関数を設計した。
Semiconductor Meta-Graphene and Valleytronics
ナノパターン化された半導体界面は、量子メタマテリアルの創製や新規電子現象の探索において極めて汎用性の高いプラットフォームを提供する。本研究では、この概念を、ディラック点やサドル点といった特徴的な物性を示すメタマテリアルである人工グラフェンを用いて実証する。
Imaging Nanoscale Carrier, Thermal, and Structural Dynamics with Time-Resolved and Ultrafast Electron Energy-Loss Spectroscopy
時間分解・超高速電子エネルギー損失分光法（EELS）は、フェムト秒からマイクロ秒に至る時間スケールにおいて、光励起キャリア、格子振動、および近接場領域の特性を計測する新たな分析技術として注目されている。専用の走査型透過電子顕微鏡または超高速電子顕微鏡（UEM）を用いて実施する場合、時間分解・超高速EELSは光励起後あるいは印加バイアス下における電荷キャリア、格子振動、および熱散逸過程を直接可視化することが可能である。しかしながら、超高速EELSスペクトルイメージングの真の可能性を引き出すためには、近年の理論計算手法や電子光学技術の進展が不可欠となる場合が多い。本総説では、時間分解・超高速EELSの理論および装置開発における最新の研究成果について、包括的な展望を提供する。
Fermi surface and Berry phase analysis for Dirac nodal line semimetals: cautionary tale to SrGa2 and BaGa2
量子振動（QO）から導出されるベリー位相がπの奇数倍となる場合、これはしばしば非自明な逆空間トポロジーの存在を示す証拠として解釈されてきた。しかしながら、ベリー位相の値をゼーマン効果や軌道磁気モーメントの影響から分離することは一般に困難である。中心対称性を有する化合物においては、軌道磁気モーメントの寄与が無視できる程度に小さいため、この問題は比較的単純である。ゼーマン効果自体は顕著に現れる場合があるものの、中心対称性化合物におけるQOに関する従来の研究の多くでは、この影響が十分に考慮されてこなかった。本研究では、密度汎関数理論（DFT）計算に基づきディラックノードライン半金属（DNLS）として予測されている非磁性中心対称化合物SrGa₂およびBaGa₂について、詳細な理論的検討を行う。
All-optical bubble trap for ultracold atoms in microgravity
本論文では、微小重力下における極低温原子のためのシェル型トラップを生成するための全光学的手法を提示する。本手法は、基底状態の光学的二重ドレッシングを利用して、短距離で強い反発力を持つ中心ポテンシャル障壁を形成する。
Hybrid quantum-classical analog simulation of two-dimensional Fermi-Hubbard models with neutral atoms
我々は、アナログモードのリュードベリベースの量子処理ユニットを使用して、2次元フェルミ-ハバードモデルを実験的に研究します。
Metastability of the Topological Magnetic Orders in the Chiral Antiferromagnet EuPtSi
本研究では、カイラル反強磁性体EuPtSiにおける抵抗率およびホール効果の測定結果を報告する。結晶軸に対する磁場の向きに応じて、EuPtSiはネール温度T N = 4.05 K以下において異なるトポロジカル磁気相を示すことが明らかとなった。
Hidden phonon-assisted charge density wave transition in BaFe2Al9 revealed by ultrafast optical spectroscopy
電子自由度と格子自由度の相互作用は電荷密度波（CDW）の形成において本質的な役割を果たすが、その微視的起源はしばしば未解明のままである。本研究では、金属間化合物BaFe2Al9の過渡的光学応答を、偏光分解超高速光学分光法を用いて詳細に調査した。
Frieze charge-stripes in a correlated kagome superconductor CsCr3Sb5
カゴメ金属材料は、幾何学的フラストレーション、電子間相関、バンドトポロジーが相互作用する材料物理学の活発な研究領域へと発展しており、これらの要素が複合的に作用することで多様な特異現象が発現している[1, 2]。近年合成されたCsCr₃Sb₅は、フラストレーションを受けた磁性や量子臨界性の兆候を示す強相関カゴメ系における非従来型超伝導を研究する貴重な機会を提供している[3]。本研究では、分光イメージング走査トンネル顕微鏡を用いて、CsCr₃Sb₅の単結晶バルク試料において異なる対称性を有する密度波転移が連鎖的に発生する現象を明らかにした。
TeMFpy: a Python library for converting fermionic mean-field states into tensor networks
フェルミオン平均場状態を有限または無限行列積状態 (MPS) 形式に変換するための Python ライブラリ TeMFpy を紹介します。
Cryogenic growth of aluminum: structural morphology, optical properties, superconductivity and microwave dielectric loss
我々は、6 K の極低温で c 面サファイア基板上に成長した超伝導アルミニウム薄膜の分子線エピタキシー合成を調査し、その挙動を室温で合成された膜と比較します。
Quantum oscillations and anisotropic magnetoresistance in the quasi-two-dimensional Dirac nodal line superconductor YbSb2
近年、量子材料に対する関心が高まっており、特に超伝導性と非自明なバンドトポロジーの両方を示す系が、トポロジカル超伝導状態や従来とは異なる超伝導状態を実現するための材料候補として注目されている。これまでのところ、ほとんどのトポロジカル材料における超伝導はタイプIIに分類されている。本研究では、準二次元型I超伝導体YbSb2における磁気輸送特性に関する詳細な研究結果を報告する。
Hund's coupling assisted orbital-selective superconductivity in Ba1-xKxFe2As2
ホールドープ型Ba_{1-x}K_{x}Fe_{2}As_{2}の超伝導転移温度は最適ドーピング濃度を超えると低下するが、完全にドープされたKFe_{2}As_{2}化合物においても超伝導は完全に消失しない。実際、この化合物ではx=0.7付近において電子バンドがゾーン角周辺でホール様の特性を示すリフシッツ転移を経ても超伝導が持続しており、これは鉄系超伝導体における従来の超伝導機構の理解に挑戦する結果である。本研究では、高分解能角度分解光電子分光法を用いて、最適ドーピング濃度近傍およびリフシッツ転移領域における超伝導ギャップ構造ならびに常伝導状態の電子構造を詳細に調査した。
ZXS一族の新作、渋いな
Renormalization of Interacting Random Graph Models
ランダムグラフ理論は、現実世界に存在する多様な複雑ネットワークを数学的に表現するための有用な枠組みを提供する。特に指数型ランダムグラフは、指定された統計的モーメントを満たすように制約されたランダムグラフを生成するのに適している。本研究では、従来のモデルを拡張し、リンク確率が他のリンクの存在状態に依存するという条件付き確率モデルを提案する。これは、有効一般化統計力学的形式体系において相互作用を導入する概念に対応するものである。
Diffusion Codes: Self-Correction from Small(er)-Set Expansion with Tunable Non-locality
古典的LDPC符号の最適な構成は、二正則グラフ群からタンナーグラフを一様ランダムに選択することで得られる。本研究では、「拡散符号」と呼ぶ新たな符号クラスを提案する。これは、ビットとチェックビットを結ぶ各辺を特定のグラフ上に配置し、そのグラフに対してランダムなSWAPネットワークを適用することで定義される符号である。
Fisher Information, Training and Bias in Fourier Regression Models
量子機械学習、特に量子ニューラルネットワーク（QNN）への関心の高まりを受け、本研究ではフィッシャー情報行列（FIM）に基づく新たに提案された評価指標が、QNNの学習性能と予測性能の予測においてどの程度有効であるかを体系的に検討する。広範な種類のQNNとフーリエモデルとの等価性を利用し、特定のタスクに対するモデルの「有効次元」と「バイアス」の相互作用を詳細に分析する。これらの特性がモデルの学習過程と最終的な性能に及ぼす影響を明らかにする。
Beyond the non-Hermitian skin effect: scaling-controlled topology from Exceptional-Bound Bands
本研究では、系のサイズによって制御される非エルミート系におけるトポロジカル相転移の新規機構を解明した。「例外的束縛（EB）バンド工学」と呼ばれる新たな理論的枠組みに基づき、この機構の本質は、既知の非エルミート系スキン効果とは全く異なる、例外点近傍における特異な臨界スケーリング挙動に起因することが明らかとなった。
Signatures of broken symmetries in the excitations of a periodic 2DEG coupled to a cylindrical photon cavity
周期的な横方向超格子構造を有する二次元電子ガス（2DEG）において、外部均一磁場を印加した系、および円筒型遠赤外光子共振器内において、対称性の破れに起因する効果を系統的に探索する。具体的には、以下の2種類の効果に着目する：第一に、系の単位胞に由来する静的な対称性の破れ、第二に、外部磁場と共振器のベクトルポテンシャルによって誘起される動的な効果（これらは磁気的遷移を促進する性質を有する）、さらに励起パルスのキラル性に起因する効果である。
Intrinsic ultrafast edge photocurrent dynamics in WTe driven by broken crystal symmetry
二次元材料における方向性光電流は、結晶対称性の破れに起因して生じる現象であり、従来のデバイスを超える高速かつバイアス不要の光検出技術の開発に道を開くものである。タイプIIワイル半金属であるタングステンジテルリド（WTe₂）は、非線形光学効果と光熱電効果（PTE）という競合するメカニズムによって生じる強固な対称性破れに由来するエッジ光電流を示す。これらの本質的なダイナミクスはこれまで実験的に観測が困難であった。本研究では、300 Kから4 Kまでの温度範囲において、オーミック接触を介してWTe₂のサブピコ秒スケールのエッジ光電流ダイナミクスを直接観測することに成功した。その結果、およそ250 GHzの3 dB帯域幅を有する超高速な光-電気変換特性を明らかにするとともに、150 K以下の温度領域ではリフシッツ転移と関連したネット光電流方向のピコ秒時間スケールでのスイッチング現象を発見した。
Predicting the future with magnons
複雑でカオス的な信号の予測は、科学技術分野における中核的な課題であり、安全な通信技術から気候モデリングに至るまで広範な応用可能性を有している。本研究では、磁性秩序材料中における集団スピン励起であるマグノンが、このような動的現象を予測するための効率的な物理リザーバとして機能し得ることを実証する。具体的には、渦状態にある磁気マイクロディスクをマグノン散乱リザーバとして用い、材料固有の非線形相互作用によって、単純なマイクロ波入力信号を高次元スペクトル出力へと変換可能であることを示す。この変換特性は、特に時系列予測などのリザーバコンピューティング用途に適している。
Bulk plasmons in elemental metals
本研究では、ランダム位相近似に基づく第一原理計算手法を用いて、25種類の元素金属におけるバルクプラズモン励起のスペクトル特性、運動量分散関係、および広がりを系統的に調査した。得られた運動量依存性と周波数依存性を有する逆誘電関数から、スペクトルバンド構造を構築した。さらに、多極子-Padé近似法（MPA）に基づく従来のモデルを拡張し、運動量依存性と周波数依存性の両方を考慮した、誘電応答における主要な集団励起の効果的な解析的表現法を開発した。
Kekulé Superconductivity in Twisted Magic Angle Bilayer Graphene
ねじれグラフェンファミリーにおけるケクレ秩序を報告した最近の走査トンネル顕微鏡実験に刺激を受けて、私たちは特に二重層の場合の超伝導の微視的理論を開発しました。
これらの結果を合わせると、ねじれグラフェンの非従来型超伝導を理解するための重要な要素として、微視的な谷間内ケクレ PDW 状態が確立されます。
High temperature Neel skyrmions in simple ferromagnets
多様なキラル非共線的スピン構造が発見されており、これらはその特異な物性から技術的応用において極めて興味深い対象となっている。しかしながら、これらの多くは複雑な材料系においてのみ観測され、温度範囲も極めて狭い範囲に限定されている。本研究では、Ir-Alアンダーレイヤーを用いたエピタキシャル成長によって垂直ひずみ勾配を印加することにより、単純な強磁性合金であるCo-Al系およびCo-Ni-Al系の薄膜層において、770 Kという広範囲の温度領域にわたってネール型スキルミオンの形成を実証する。
Efficient tensor-network simulations of weakly-measured quantum circuits
本研究では、弱測定を用いた量子回路のシミュレーション手法として、テンソルネットワークに基づく新たな手法を提案する。具体的には、マルコフ連鎖を用いて測定結果を効率的にサンプリングするとともに、テンソルネットワークの縮約処理を行うことで、測定結果の影響を空間方向に伝播させる手法を開発した。
Stochastic interpretation of quantum mechanics
波動関数を確率変数として扱うことで、波動関数に関連する確率的特性を表現します。
この現象は、波動関数に対する確率論的方程式によって実現される。この方程式では、ノイズが波動関数の位相を変化させるが、その絶対値は変化しない。このため、確率論的軌道に沿って波動関数のノルムは厳密に保存される。我々は、量子リウヴィル方程式に従う密度行列が、確率論的波動関数に付随する共分散行列と等しいことを示す。
Application of deep neural networks for computing the renormalization group flow of the two-dimensional phi^4 field theory
連続スカラー場理論向けにカスタマイズされたディープ ニューラル ネットワーク ベースの実空間再繰り込み群 (RG) フレームワークである RGFlow を紹介します。
Symmetry Fragmentation
運動学的制約を受けた動力学を有する量子多体系において、ヒルベルト空間は指数関数的に多数の非連結部分領域に分裂する現象が生じる。これはヒルベルト空間の断片化として知られる現象である。本研究では、このような断片化と対称性との相互作用について考察し、具体的な例として電荷保存則が成立する系における電荷共役対称性と並進対称性に焦点を当てる。
Dynamics of feedback Ising model
本研究では、結合強度が磁化量に依存する線形フィードバック関数によって制御される平均場イジングモデルの動的挙動を解析する。この線形フィードバックイジングモデル（FIM）の重要な特徴は、温度上昇によって2つの相間の双安定性が促進され得る点にある。具体的には、温度変化に伴う臨界分岐現象を記述する最小モデルとして線形FIMが機能することを明らかにした。さらに、外部磁場が非負の場合には、臨界温度が2つあるいは3つ存在し得ることを理論的に示す。双安定領域においては、2つの相が等確率で存在するマックスウェル温度を特定し、温度上昇が低磁化相を優先的に安定化させることを実証した。
Data as Commodity: a Game-Theoretic Principle for Information Pricing
データはデジタル経済における中核的な価値資源である。物理的な財とは異なり、データは非競合的であり、ほぼゼロコストで複製可能であり、かつ多様なライセンス規則の下で取引される。これらの特性は従来の供給-需要理論の枠組みでは説明が困難であり、新たな価格設定原理の構築が求められる。本研究では、N人のプレイヤーが基礎となる確率過程に対して戦略的な賭けを行うゲーム理論的アプローチを提案する。各プレイヤーは過去の結果に関する部分的な情報を保持しており、この戦略的競争を通じてデータ文字列の価値が形成されるメカニズムを明らかにする。
Thermodynamics of data
本論文では、近年提唱された一般化熱力学の概念を、3次元X線土壌サンプル画像から抽出した試料を用いた1次元・2次元・3次元データ解析の枠組みにおいて考察する。3次元サンプルを二値化するために異なる閾値レベルを適用し、そこから得られる二値パターンの相対頻度を算出する。これらの頻度データを用いて、応答関数の有限サイズスケーリング挙動を、無秩序パラメータ（熱力学における温度に相当する量）の関数として解析した。その結果、異なる閾値レベルにおいて、サンプルサイズが増加するにつれて応答関数が熱力学的極限値に収束する過程が、それぞれ異なる方向から進行することが明らかとなった。この収束過程は、イジングモデルにおける開放境界から周期境界への転移現象を想起させるものであり、特徴的な相関スケールの存在を示している。本研究では、この特徴的なスケールがデータの「本質的」な特性に対応していると主張する。すなわち、有限サイズのサンプル内における相関関係が、過小評価されることも過大評価されることもない範囲にあるということである。土壌分析という本研究の文脈において、このスケールはいわゆる「代表的基本体積（Representative Elementary Volume: REV）」に対応すると考えられる。一方、他の研究対象分野においては、この特徴的なスケールは当該現象の文脈において解釈されるべきものである。
Ground state magnetic structure of Mn3Sn
球状中性子偏光測定を用いてMn3Snの基底状態の磁気構造を決定した。Mn3Snは、スピンが<110>に平行な逆三角形構造（タイプIV）ではなく、<100>に平行な逆三角形構造（タイプIII）をとることがわかった。
Phonon Hall Viscosity and the Intrinsic Thermal Hall Effect of α -RuCl3
熱ホール効果は多様な磁性絶縁体において観測されているが、その起源については依然として議論が続いている。一部の研究では、ベリー曲率を有する熱キャリアなどの本質的な起源に起因するとする説がある一方、結晶欠陥による熱キャリアの散乱といった外因的な起源を提唱する説も存在する。さらに、熱キャリアの性質そのものについても未解明な点が多く、マグノン、フォノン、および分数化スピン励起などがすべて候補として挙げられている。これらの問題は量子スピン液体の研究において重要な意義を持ち、特にα-RuCl3においては量子化された熱ホール効果がマヨラナ端モードに起因すると考えられているため、特に注目に値する。本研究では、超音波を用いた音響ファラデー効果の測定により、α-RuCl3中のフォノンがホール粘性を示すことを実証した。ホール粘性とは、散逸を伴わない特殊な粘性特性であり、フォノンの分極方向を回転させるとともにフォノン熱流を偏向させる性質を有するものである。
まーた新研究きたよ。熱ホール効果と独立に、フォノンのホール粘性あるやん、は視点だ
Quasiparticle Description of Angle-Resolved Photoemission Spectroscopy for SrCuO2
SrCuO2は、短距離相互作用を有する相互作用電子の準一次元（1D）系の典型的な実現形態として長年研究されてきた。この理論的枠組みにおいて、1次元ハバードモデルの観点から解釈された実験的観測結果は、電子励起と正孔励起が2種類の非物理的な集団ボソンモードに減衰することを示している。これらのモードは、スピン自由度を担うスピノンと、電荷自由度を担うホロンである。この「スピン-電荷分離」モデルは、角度分解光電子分光法（ARPES）によって最も直接的に実証される。この手法では、光誘起された正孔がこれらの励起の連続状態へと減衰する。本研究では、第一原理に基づく自己無撞着かつパラメータフリーな多体摂動理論に立脚した新たな視点を提示する。この修正された準粒子枠組みにおいて、ARPESは長距離反強磁性基底状態における微弱な乱れに起因する一粒子効果として理解できることが明らかとなった。
この改良された準粒子フレームワークにおいて、ARPESは長距離反強磁性基底状態における軽度の不規則性に起因する一粒子効果として理解できる。いわゆるスピノン分岐の出現はスピン不規則性から自然に導かれるものであり、異常な線幅も正確に再現される。さらに、非磁性ゾーン境界で観測されるスペクトル重みについても、説得力のある理論的説明を提示する。
この再解釈により、光伝導性で観察される特徴など、これまでスピン電荷分離に起因すると考えられていた重要な実験的特徴に対する統一的な説明が提供されます。
SrCuO2 のスペクトル特性を La2CuO4 のスペクトル特性と比較することにより、SrCuO2 は 2 次元銅酸化物と顕著な類似点を共有しており、両方とも共通の CuO4 プラケットベースの分子軌道フレームワークに基づいていると主張します。
スピン電荷分離の解釈不要説、熱いな
‐2025/10/6,7‐‐
Non-resonant spin injection of exciton-polaritons with halide perovskites at room temperature
エキシトン・ポラリトン（光子とエキシトンが結合した準粒子）は、光と物質の相互作用研究および非線形フォトニック応用において極めて有用な研究プラットフォームを構成する。本研究では、調整可能なポリマースペーサーを備えた二次元ハロゲン化ペロブスカイト薄膜を内蔵したモノリシック型タム・プラズモン微小共振器を作製した。室温における角度分解光分光測定により、複数の励起子-光子脱調条件下において、線形領域における低ポラリトン枝の分散特性を明らかにした。
Quantum Linear Magnetoresistance: A Modern Perspective
磁気抵抗効果は、材料に内在する本質的な物理特性を解明するための強力な分析手法である。その多様な発現形態の中でも、線形磁気抵抗効果は長い歴史を持ち、今なお研究の注目を集め続けている。現代の研究においては、量子力学的起源に由来する磁気抵抗特性を明瞭に理解することが、新興材料の研究においてこれまで以上に重要となっている。本総説では、量子力学的機構に基づく線形磁気抵抗効果について、理論的基礎概念から実験的研究手法に至るまでを体系的に考察するとともに、この分野における未解決の課題と今後の有望な研究方向性について論じる。
Fractional quantum Hall state at ν = 1 / 2 with energy gap up to 6 K, and possible transition from one- to two-component state
広幅量子井戸において充填因子ν = 1/2の状態で観測される分数量子ホール状態（FQHS）は、二次元電子系（2DES）が二層構造の電荷分布を示すにもかかわらず、層間トンネル効果が顕著に現れるという特異な性質を持つため、数十年にわたり物理学者を悩ませてきた未解決問題である。特に注目すべきは、この系における1/2 FQHSが単一成分（1C）起源なのか、それとも二成分（2C）起源なのかという点である。従来、この種のFQHSはそれぞれ、Pfaffian型（非アーベル型）あるいはΨ 331型（アーベル型）FQHSとして分類されてきた。本論文では、72.5ナノメートル幅のGaAs量子井戸に閉じ込められた超高品質2DESの相関状態の進化に関する我々の実験的研究結果を報告する。
我々の研究により、2次元電子系（2DES）の基底状態がν=1/2近傍から高密度領域において2C状態へと転移する現象が観測された。また、電荷分布の非対称性に対する1/2 FQHS（分数量子ホール状態）の頑健性を測定した結果から、1/2 FQHSも1C状態から2C状態へと転移することが示唆された。このような非アーベル状態からアーベル状態への転移は、トポロジカル量子情報技術や量子臨界現象の研究に新たな道を開く可能性がある。
Quantized Piezospintronic Effect in Moiré Systems
弾性変形に応じて反強磁性ねじれハニカム二重層でスピン電流を生成および制御するための新しいアプローチを紹介
Electron-beam-induced Contactless Manipulation of Interlayer Twist in van der Waals Heterostructures
二次元ファンデルワールス（vdW）ヘテロ構造における層間の相対的配向を動的に制御する技術は、再構成可能なナノスケールデバイスの実現に向けた重要な技術的マイルストーンである。現在用いられている駆動方式は、機械的接触や複雑な構造設計、あるいは過酷な動作条件に依存する場合が多く、これらが適用範囲とスケーラビリティに制約をもたらしている。本研究では、電子ビーム誘起電荷注入を基盤とした非接触静電駆動方式の概念実証に成功した。
Proper Theory of Magnon Orbital Angular Momentum
電荷を持たないボソンの軌道運動は、電子の場合とは異なり、磁気モーメントを生成しないため、直接的に磁場と相互作用することができない。本研究では、アーロンノフ・カッシャー効果と摂動理論を応用することで、有限温度環境下におけるマグノンの軌道角運動量（OAM）に関する適切な理論を構築した。電子系と類似した形式において、自己回転成分とトポロジカル寄与を明確に識別しており、これらはボソン特有の統計的性質を正しく反映したものである。
Systematic evolution of superconducting pairing strength and Seebeck coefficients in correlated infinite-layer LaSrNiO
ここでは、無限層 (La,Sr)NiO2 が、最適ドーピングで 47 T を超える面内磁場 (従来の BCS 超伝導体のパウリ限界の 2 倍以上) に耐える強結合超伝導を示すことを示します。
Direct observation of band structure modifications from monolayer WSe2 to Janus WSSe
本研究では、単層WSe₂からH₂プラズマ援用カルコゲン交換法によってヤヌス構造WSSeへと変換した同一試料に対して、微小集光角度分解光電子分光法（μ-ARPES）を適用することで、その電子バンド構造の進化過程を明らかにした。
ISZK研新作
Atomistic Machine Learning with Cartesian Natural Tensors
原子レベルの機械学習（ML）は、原子スケールにおける材料挙動を高精度かつ効率的に解析するための革新的な手法である。これまで、このようなモデルは直交座標系内で構築されてきた。これは幾何学的情報を活用するとともに、直感的な物理的表現を保持するためである。しかしながら、このアプローチには本質的な課題が存在する。主な原因は、任意の物理テンソルを体系的に対称性を保持した状態で表現するための統一的な枠組みが欠如している点にある。本研究では、これらの課題を解決するため、原子レベルMLのための汎用フレームワークとして「直交座標系自然テンソルネットワーク（CarNet）」を提案する。
A van der Waals material exhibiting room temperature broken inversion symmetry with ferroelectricity
ファンデルワールス型二次元インジウムセレン化物の最初の合成が1957年に報告されて以来、これまでに5種類の異なる多形体とそれに対応する多型が同定されている。本研究では、合成した大面積薄膜において走査透過電子顕微鏡（STEM）分析によって得られた、インジウムセレン化物の新規相について報告する。本相はβ p相と命名した。
Adsorption-induced surface magnetism
非磁性Cu(100)表面上のヘテロヘリセン分子からの吸着誘起磁性の出現を報告する。
Strain Effects on Electronic Properties of Cobalt-Based Coordination Nanosheets
第一原理計算を用いて、コバルト系ベンゼンヘキサチオール（CoBHT）配位ナノシートの電子特性に対する歪み効果を理論的に研究した。
A century of the Bose-Einstein condensation concept and half a century of the JINR experiments for observation of condensate in the superfluid 4He (He II)
この簡潔なレビュー論文は、量子物理学における二つの主要な出来事を記念するために執筆された。第一の出来事は、ボース・アインシュタイン凝縮の概念の誕生（1925年）であり、第二の出来事は、これが実在し、点以下の温度において超流動性と同時に液体4He中で観測されるという実験的証明が得られた事実（1975年）である。
Coherent matter wave emission from an atomtronic transistor
原子トロニクス分野において、三重井戸型ポテンシャル構造（ソース領域・ゲート領域・ドレイン領域で構成）を有する原子トロニクストランジスタは、電流増幅特性を示し、コヒーレントな物質波放射源として機能することが理論的に予測されている。本研究では、時間依存グロス・ピタエフスキー方程式によってモデル化されたこの原子トロニクストランジスタの動的挙動を詳細に解析する。
Experimental observation of frustration and large anomalous Nernst effect in metallo-molecular spin Kondo lattice interfaces
近藤スピン格子系におけるフラストレーションは、キラルな性質を示す可能性のあるスピン液体や、反強磁性基底状態にない場合にフェルミ液体的振る舞いから逸脱する奇妙な金属状態の出現を引き起こしている。バルク系からの逸脱が予測される二次元（2D）系においては、近年ファンデルワールス物質系において近藤スピン格子の出現が観測されている。超分子格子の金属分子界面も、単一イオン近藤効果とスピンサイト間のRuderman-Kittel-Kasuya-Yosida（RKKY）結合の両方が走査トンネル分光法（STS）によって実証されている、代替的な2D近藤スピン格子系として提案されている。本研究では、金属分子界面における超高真空STS測定をさらに発展させ、超高スピン凍結温度（T_f）を示す準安定なフラストレーション反強磁性状態を報告する。この状態は、超高真空環境（10^(-10) mbar）において有機分子を堆積させた高度に配向制御されたPt(111)基板およびPt(111)/Co薄膜界面において、240 Kから300 Kの範囲で観測された。
Refined spin Hamiltonian on the Cairo pentagonal lattice of Bi2Fe4O9
従来型のスピン波励起と共存する複雑なスピンダイナミクスを示すことが報告されている磁性体Bi2Fe4O9において、磁気的Fe3+イオン（S = 5/2）は層間結合が弱まった歪んだ二次元カイロ型五角格子構造を形成しており、245 K以下では長距離非共線型反強磁性秩序が発現する。TN近傍におけるこの複雑なダイナミクスの研究とモデル化を可能にするため、本研究では10 Kにおいて全エネルギー範囲（0 < E < 90 meV）にわたる磁気励起を再検討した。その結果、2つの明確なエネルギーギャップが存在することが明らかとなり、これらはそれぞれ2つの非等価Feサイトに容易軸異方性と容易面異方性を導入することで説明可能であることが判明した。
Pronounced orbital-selective electron-electron correlation and electron-phonon coupling in V2Se2O
異なる軌道を占有する電子がそれぞれ異なる相互作用強度を経験する軌道選択的な多体効果は、相関多軌道材料において極めて重要な役割を果たす。しかし、これらの効果は通常複雑な形で発現するため、その微視的起源が不明瞭になる傾向がある。本研究では、角度分解光電子分光測定と理論計算を統合的に用いることで、ファンデルワールス材料V2Se2Oにおいて、電子間相関と電子-フォノン結合の双方において顕著な軌道選択性が存在することを明らかにした。
Integrable Floquet Time Crystals in One Dimension
スピン チェーンを使用して取得できる、周期的に駆動される 1 次元の二次格子ハミルトニアンのファミリーで離散時間結晶 (DTC) 位相の実現を示します。
Controlling an altermagnetic spin density wave in the kagome magnet CsCr3Sb5
電荷秩序とスピン秩序の相互作用は、相関電子物理学の核心をなす現象であり、従来とは異なる量子相の出現において極めて重要な役割を果たす。カゴメ磁性体は、その幾何学的にフラストレーションを受けた格子構造により、これらの現象を研究する上で特に有望な系を提供する。しかしながら、スピン秩序と電荷秩序を微視的に解明し、それらを制御する手法を確立することは依然として基本的な課題である。本研究では、カゴメ磁性体CsCr₃Sb₅において、電荷密度波秩序と絡み合った交代磁性スピン密度波秩序の磁場制御に成功したことを報告する。
Highly-Linear Proximity-Based Bi-SQUID Operating above 4 K
我々は、3 つの超伝導体 - 常伝導金属 - 超伝導体 (S-N-S) 接合を組み込んだ二重ループ (Bi-SQUID) アーキテクチャに基づく、高度に線形な超伝導量子干渉素子 (SQUID) 増幅器を実証します。
Uncovering origins of heterogeneous superconductivity in La3Ni2O7 using quantum sensors
ニッケル酸系超伝導体のファミリーは、高温銅酸化物超伝導体の類似系として長年研究対象となってきた[1, 2, 3, 4, 5, 6]。しかしながら、特定の化学量論組成を持つニッケル酸系化合物が高圧下において従来考えられていた以上に高温で超伝導を示すという最近の発見は、研究者たちに衝撃を与えた[7, 8, 9, 10, 11, 12, 13]。この超伝導状態を支配するメカニズムについては、実験的に未だ解明されていない。高圧環境下での実験に伴う技術的困難に加え、典型的な試料では異常に微弱な反磁性応答が観測されており、これは不均一な「フィラメント状」超伝導状態の存在を示唆していると考えられている[7, 14, 9, 15, 16, 17]。本研究では、ダイヤモンドアンビルセル内に埋め込んだ窒素空孔量子センサーを用いて、成長直後のLa3Ni2O7試料の局所的な反磁性応答をその場観察するため、広視野・高圧条件下での光学検出磁気共鳴分光法を実施した。
Sliding multiferroicity in hexagonal stacked CrI3
エネルギー効率に優れた磁気電気結合を有する二次元（2D）極限における新規マルチフェロイック材料の開発は、未踏の秩序状態間の相互作用に関する物理現象の解明に寄与するとともに、チップ内高性能コンピューティング応用の進展を促す可能性がある。本研究では、積層秩序制御技術を応用し、極性六方積層構造（H-積層構造）を有するCrI3を基盤とする新たなタイプの2Dマルチフェロイック材料、すなわち「スライディング・マルチフェロイック材料」の創製に成功した。
Ultrafast dynamics of coherent exciton-polaritons in van der Waals semiconductor metasurfaces
コヒーレントな光と物質の相互作用を実現することは、次世代量子技術の開発において極めて重要な課題である。しかしながら、常温環境下においてこの状態を実現することは依然として困難であり、光励起系における急速な位相緩和がその主な要因となっている。近年、連続体準束縛状態に基づく光メタサーフェスが、平坦なサブ波長厚デバイスにおいて強い光と物質の結合状態を実現する強力なプラットフォームとして注目を集めている。本研究では、自己ハイブリッド化構造を有するWS薄膜メタサーフェスにおける超高速励起子ポラリトンダイナミクスを詳細に調査した。ハイパースペクトル運動量分解イメージング法を用いることで、高度に異方性を示す励起子ポラリトンの分散関係を再構成し、直交する対称軸方向において有効質量が正から負へと変化する現象を明らかにした。
Dissipation properties of anomalous Hall effect: intrinsic vs. extrinsic magnetic materials
横型負荷回路に接続されたホール素子において、異常ホール電流注入と異方性電流注入（平面型ホール効果による）の比較研究を行った。ホール電流は、Mn5Si3反強磁性体、Co75Gd25フェリ磁性体、およびNi80Fe20強磁性体という3種類の異なる磁気特性を有するホールバーから負荷回路へ注入した。電流値、電圧、および電力を、負荷抵抗とホール角の関数として測定した。その結果、3種類の材料すべてにおいて、電力損失は負荷抵抗とホール角の関数として、ホール角の主要項において同一の法則に従うことが明らかとなった。
交代磁性ホールバーにおける異常ホール効果は、本質的なトポロジカル構造（すなわち逆空間でのベリー位相の存在に起因する）によるものであるため、これらの観測結果は、異常ホール効果の散逸特性が、その根本的な機構そのものではなく、エッジ部に蓄積した電荷の注入（電気的遮蔽効果を含む）によって支配されていることを示唆している。
面白そう
Using Landau quantization to probe disorder in semiconductor heterostructures
半導体ヘテロ構造における散乱機構の解明は、不規則性の要因を低減し、大規模スピン量子ビットアレイの高収率と均一性を確保する上で極めて重要である。母体となる二次元電子ガスあるいは正孔ガスの不規則性は、一般に金属-絶縁体転移に伴う臨界的なパーコレーション駆動密度によって評価されている。しかしながら、パーコレーション理論に基づく臨界密度の信頼性の高い推定は、キャリア密度が極めて低い領域において導電率を高精度で測定する必要があるため、実験的に困難を伴う。本研究では、先行研究で示された経験則に基づき、実験的に測定可能なパーコレーション密度と量子ホールプラトー幅との相関関係を明らかにするとともに、半導体ヘテロ構造の不規則性を特徴付ける新たな手法を提案する。
Magnetocaloric effect for the altermagnetic candidate MnTe
我々は、MnTe 交代磁性体の単結晶について、自発スピン分極状態、すなわち MnTe のネール温度よりはるかに低い状態への遷移における磁気熱量効果を実験的に調査します。
Kolmogorov-Arnold Networks in Thermoelectric Materials Design
高性能熱電材料の発見には、精度が高くかつ物理的解釈が可能なモデルが不可欠である。従来の機械学習手法は物性予測においては有効であるものの、ブラックボックス的な性質が強く、物理的な知見を限定的にしか提供できないという課題がある。本研究では、熱電特性（特にゼーベック係数とバンドギャップ）の予測を目的として、コルモゴロフ-アーノルドネットワーク（KANs）を提案する。
Classification of electromagnetic responses by quantum geometry
電場下における量子材料中のブロッホ電子の非線形電荷電流j_a = σ_a ⋅ b ⋅ c ⋅ E_b ⋅ E_cは、ベリー曲率双極子によって誘起される外因性非線形ホール効果と量子計量双極子によって誘起される内因性非線形ホール効果によって典型的に示されるように、量子幾何学によって適切に特徴付けることができる。しかしながら、電磁場によって駆動されるブロッホ電子の双線形電荷電流j_a = σ_a ⋅ b , c ⋅ E_b ⋅ B_c（通常のホール効果（OHE）、磁気非線形ホール効果（MNHE）、および平面型ホール効果（PHE）を含む）に対する統一的な量子幾何学的記述は未だ確立されていない。本研究では、適用磁場による軌道最小結合とスピンゼーマン結合がそれぞれ寄与するこの双線形伝導度が、従来の量子幾何学および近年提案されたゼーマン量子幾何学によって分類可能であることを示す。ここで、基本応答方程式から導かれる対称性制約がこれらの幾何学的記述に組み込まれている。
Four Moiré materials at One Magic Angle in Helical Quadrilayer Graphene
本研究では、相関性トポロジカル物質の研究において汎用性が高く実験的にアクセス可能なプラットフォームとして、同一の微小角度でねじれた4層グラフェンシート構造である螺旋ねじれ四層グラフェン（HTQG）を提案する。HTQGは、隣接するグラフェン層間の干渉によって形成される3つのモアレ格子から構成されており、これらの格子は互いに相対的にねじれた構造を有している。
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