結晶対称性に保護されたマヨラナ準粒子の電気応答とスピン流の理論

[1] E. Majorana: Il Nuovo Cimento 14 (1937) 171.

[2] B. Kayser and A. S. Goldhaber: Phys. Rev. D 28 (1983) 2341.

[3] M. Nowakowski, E. A. Paschos, and J. M. Rodr´ıguez: Eur. J. Phys. 26 (2005) 545.

[4] B. Kayser: Phys. Rev. D 26 (1982) 1662.

[5] F. Boudjema, C. Hamzaoui, V. Rahal, and H. C. Ren: Phys. Rev. Lett. 62 (1989) 852.

[6] M. Nowakowski: Phys. Rev. D 64 (2001) 116001.

[7] X.-L. Qi and S.-C. Zhang: Rev. Mod. Phys. 83 (2011) 1057.

[8] J. Alicea: Rep. Prog. Phys. 75 (2012) 076501.

[9] Y. Tanaka, M. Sato, and N. Nagaosa: J. Phys. Soc. Jpn. 83 (2012) 011013.

[10] M. Sato and S. Fujimoto: J. Phys. Soc. Jpn. 85 (2016) 072001.

[11] M. Sato and Y. Ando: Rep. Prog. Phys. 80 (2017) 076501.

[12] C. Nayak, S. H. Simon, A. Stern, M. Freedman, and S. D. Sarma: Rev. Mod. Phys. 80

(2008) 1083.

[13] D. Aasen, M. Hell, R. V. Mishmash, A. Higginbotham, J. Danon, M. Leijnsea, T. S.

Jespersen, J. A. Folk, C. M. Marcus, K. Flensberg, and J. Alicea: Phys. Rev. X 6 (2016)

031016.

[14] C. W. J. Beenakker: SciPost Phys. Lect. Notes (2020) 15.

[15] R. M. Lutchyn, J. D. Sau, and S. D. Sarma: Phys. Rev. Lett. 105 (2010) 077001.

[16] Y. Oreg, G. Refael, and F. von Oppen: Phys. Rev. Lett. 105 (2010) 177002.

[17] V. Mourik, K. Zuo, S. M. Frolov, S. R. Plissard, E. P. A. M. Bakkers, and L. P. Kouwenhoven: Science 336 (2012) 1003.

[18] A. Das, Y. Ronen, Y. Most, Y. Ore, M. Heiblum, and H. Shtrikman: Nat. Phys. 8 (2012)

887.

[19] M. T. Deng, C. L. Yu, G. Y. Huang, M. Larsson, P. Caroff, and H. Q. Xu: Nano Letters

12 (2012) 6414.

[20] H. Zhang, C. Liu, S. Gazibegovic, and et al.: Nature 556 (2018) 74.

66

[21] S. Nadj-Perge, I. K. Drozdov, J. Li, H. Chen, S. Jeon, J. Seo, A. H. MacDonald, B. A.

Bernevig, and A. Yazdani: Science 346 (2014) 602.

[22] J.-P. Xu, M.-X. Wang, Z. L. Liu, J.-F. Ge, X. Yang, C. Liu, Z. A. Xu, D. Guan, C. L. Gao,

D. Qian, Y. Liu, Q.-H. Wang, F.-C. Zhang, Q.-K. Xue, and J.-F. Jia: Phys. Rev. Lett.

114 (2015) 017001.

[23] H.-H. Suna, K.-W. Zhang, L.-H. Hu, C. Li, G.-Y. Wang, H.-Y. Ma, Z.-A. Xu, C.-L. Gao,

D.-D. Guan, Y.-Y. Li, C. Liu, D. Qian, Y. Zhou, L. Fu, S.-C. Li, F.-C. Zhang, and J.-F.

Jia: Phys. Rev. Lett. 116 (2016) 257003.

[24] Q. L. He, L. Pan, A. L. Stern, E. C. Burks, X. Che, G. Yin, J. Wang, B. Lian, Q. Zhou,

E. S. Choi, K. Murata, X. Kou, Z. Chen, T. Nie, Q. Shao, Y. Fan, S.-C. Zhang, K. Liu,

J. Xia, and K. L. Wang: Science 357 (2017) 294.

[25] S. Sasaki, M. Kriener, K. Segawa, K. Yada, Y. Tanaka, M. Sato, and Y. Ando: Phys. Rev.

Lett. 107 (2011) 217001.

[26] D. Wang, L. Kong, P. Fan, H. Chen, S. Zhu, W. Liu, L. Cao, Y. Sun, S. Du, J. Schneeloch,

R. Zhong, G. Gu, L. Fu, H. Ding, and H.-J. Gao: Science 362 (2018) 333.

[27] Y.-F. Lv, W.-L. Wang, Y.-M. Zhang, H. Ding, W. Li, L. Wang, K. He, C.-L. Song, X.-C.

Ma, and Q.-K. Xue: Sci. Bull. 62 (2017) 852.

[28] W. Liu, L. Cao, S. Zhu, and et al.: Nat. Commun. 11 (2020) 5688.

[29] S. Frolov: Nature 592 (2021) 350.

[30] S. Frolov and V. Mourik: arXiv:2203.17060 (2022).

[31] C.-K. Chiu, H. Yao, and S. Ryu: Phys. Rev. B 88 (2013) 075142.

[32] T. Morimoto and A. Furusaki: Phys. Rev. B 88 (2013) 125129.

[33] K. Shiozaki and M. Sato: Phys. Rev. B 90 (2014) 165114.

[34] K. Shiozaki, M. Sato, and K. Gomi: Phys. Rev. B 93 (2016) 195413.

[35] W. A. Benalcazar, J. C. Y. Teo, and T. L. Hughes: Phys. Rev. B 89 (2014) 224503.

[36] C. Fang, B. A. Bernevig, and M. J. Gilbert: arXiv:1701.01944 (2017).

[37] S. Ono and H. Watanabe: Phys. Rev. B 98 (2018) 115150.

[38] A. Skurativska, T. Neupert, and M. H. Fischer: Phys. Rev. Research 2 (2020) 013064.

[39] S. Ono, Y. Yanase, and H. Watanabe: Phys. Rev. Research 1 (2019) 013012.

[40] S. Ono, H. C. Po, and H. Watanabe: Sci. Adv. 6 (2020) eaaz8367.

[41] M. Geier, P. W. Brouwer, and L. Trifunovic: Phys. Rev. B 101 (2020) 245128.

[42] M. Sato and S. Fujimoto: Phys. Rev. B 79 (2009) 094504.

67

[43] S. B. Chung and S.-C. Zhang: Phys. Rev. Lett. 103 (2009) 235301.

[44] Y. Nagato, S. Higashitani, and K. Nagai: J. Phys. Soc. Jpn. 78 (2009) 123603.

[45] R. Shindou, A. Furusaki, and N. Nagaosa: Phys. Rev. B 82 (2010) 180505.

[46] T. Mizushima, M. Sato, and K. Machida: Phys. Rev. Lett. 109 (2012) 165301.

[47] Y. Tsutsumi, M. Ishikawa, T. Kawakami, T. Mizushima, M. Sato, M. Ichioka, and

K. Machida: J. Phys. Soc. Jpn. 82 (2013) 113707.

[48] T. Mizushima, Y. Tsutsumi, T. Kawakami, M. Sato, M. Ichioka, and K. Machida: J. Phys.

Soc. Jpn. 85 (2016) 022001.

[49] Y. Xiong, A. Yamakage, S. Kobayashi, M. Sato, and Y. Tanaka: Crystals 7 (2017) 58.

[50] S. Kobayashi, A. Yamakage, Y. Tanaka, and M. Sato: Phys. Rev. Lett. 123 (2019) 097002.

[51] Y. Yamazaki, S. Kobayashi, and A. Yamakage: J. Phys. Soc. Jpn. 89 (2020) 043703.

[52] Y. Yamazaki, S. Kobayashi, and A. Yamakage: Phys. Rev. B 103 (2021) 094508.

[53] S. Kobayashi, Y. Yamazaki, A. Yamakage, and M. Sato: Phys. Rev. B 103 (2021) 224504.

[54] C.-R. Hu: Phys. Rev. Lett. 72 (1994) 1526.

[55] S. Kashiwaya and Y. Tanaka: Rep. Prog. Phys. 63 (2000) 1641.

[56] M. Z. Hasan and C. L. Kane: Rev. Mod. Phys. 82 (2010) 3045.

[57] A. Haim and Y. Oreg: Phys. Rep. 825 (2019) 1.

[58] Y. S. Hor, A. J. Williams, J. G. Checkelsky, P. Roushan, J. Seo, Q. Xu, H. Zandbergen,

A. Yazdani, N. P. Ong, and R. J. Cava: Phys. Rev. Lett. 104 (2010) 057001.

[59] L. Fu and E. Berg: Phys. Rev. Lett. 105 (2010) 097001.

[60] S. Sasaki, Z. Ren, A. A. Taskin, K. Segawa, L. Fu, and Y. Ando: Phys. Rev. Lett. 109

(2012) 217004.

[61] T. Hashimoto, K. Yada, M. Sato, and Y. Tanaka: Phys. Rev. B 92 (2015) 174527.

[62] L. Fu: Phys. Rev. B 90 (2014) 100509.

[63] K. Matano, M. Kriener, K. Segawa, Y. Ando, and G. qing. Zheng: Nature Physics 12

(2016) 852.

[64] S. Yonezawa, K. Tajiri, S. Nakata, Y. Nagai, Z. Wang, K. Segawa, Y. Ando, and Y. Maeno:

Nature Physics 13 (2017) 123.

[65] L. Aggarwal, A. Gaurav, G. S. Thakur, Z. Haque, A. K. Ganguli, and G. Sheet: Nature

Materials 15 (2016) 32.

68

[66] H. Wang, H. Wang, H. Liu, H. Lu, W. Yang, S. Jia, X.-J. Liu, X. C. Xie, J. Wei, and

J. Wang: Nature Materials 15 (2016) 38.

[67] S. Kobayashi and M. Sato: Phys. Rev. Lett. 115 (2015) 187001.

[68] T. Hashimoto, S. Kobayashi, Y. Tanaka, and M. Sato: Phys. Rev. B 94 (2016) 014510.

[69] M. Oudah, A. Ikeda, J. N. Hausmann, S. Yonezawa, T. Fukumoto, S. Kobayashi, M. Sato,

and Y. Maeno: Nat. Commun. 7 (2016) 13617.

[70] T. Kawakami, T. Okamura, S. Kobayashi, and M. Sato: Phys. Rev. X 8 (2018) 041026.

[71] Y. Ueno, A. Yamakage, Y. Tanaka, and M. Sato: Phys. Rev. Lett. 111 (2013) 087002.

[72] J. C. Teo and T. L. Hughes: Phys. Rev. Lett. 111 (2013) 047006.

[73] F. Zhang, C. L. Kane, and E. J. Mele: Phys. Rev. Lett. 111 (2013) 056403.

[74] E. Cornfeld and A. Chapman: Phys. Rev. B 99 (2019) 075105.

[75] A. Daido, T. Yoshida, and Y. Yanase: Phys. Rev. Lett. 122 (2019) 227001.

[76] X. Wen and A. Zee: Nucl. Phys. B 316 (1989) 641.

[77] M. Sato, Y. Tanaka, K. Yada, and T. Yokoyama: Phys. Rev. B 83 (2011) 224511.

[78] M. I. Aroyo, D. Orobengoa, G. de la Flor, E. S. Tasci, J. M. Perez-Mato, and H. Wondratschek: Acta Cryst. A 70 (2014) 126.

[79] E. Tasci, G. de la Flor, D. Orobengoa, C. Capillas, J. Perez-Mato, and M. Aroyo: EPJ

Web of Conferences 22 (2012) 00009.

[80] L. Elcoro, B. Bradlyn, Z. Wang, M. G. Vergniory, J. Cano, C. Felser, B. A. Bernevig,

D. Orobengoa, G. de la Flor, and M. I. Aroyo: J Appl. Cryst. 50 (2017) 1457.

[81] T. Kariyado and M. Ogata: J. Phys. Soc. Jpn. 80 (2011) 083704.

[82] T. Kariyado and M. Ogata: J. Phys. Soc. Jpn. 81 (2012) 064701.

[83] T. H. Hsieh, J. Liu, and L. Fu: Phys. Rev. B 90 (2014) 081112.

[84] M. I. Aroyo, A. Kirov, C. Capillas, J. M. Perez-Mato, and H. Wondratschek: Acta Cryst.

A62 (2006) 115.

[85] M. Matsuo, J. Ieda, K. Harii, E. Saitoh, and S. Maekawa: Phys. Rev. B 87 (2013) 180402.

[86] M. Sato, Y. Takahashi, and S. Fujimoto: Phys. Rev. Lett. 103 (2009) 020401.

[87] A. Y. Kitaev: Phys. Usp. 44 (2001) 131.

[88] A. Cook and M. Franz: Phys. Rev. B 84 (2011) 201105.

[89] V. Mourik, K. Zuo, S. M. Frolov, S. R. Plissard, E. P. A. M. Bakkers, and L. P. Kouwenhoven: Science 336 (2014) 1003.

69

[90] G. E. Volovik: JETP Lett. 70 (1999) 609.

[91] N. Read and D. Green: Phys. Rev. B 61 (2000) 10267.

[92] S. D. Sarma, C. Nayak, and S. Tewari: Phys. Rev. B 73 (2006) 220502.

[93] L. Fu and C. Kane: Phys. Rev. Lett. 100 (2008) 096407.

[94] H. Sumiyoshi and S. Fujimoto: J. Phys. Soc. Jpn. 82 (2013) 023602.

[95] K. Nomura, S. Ryu, A. Furusaki, and N. Nagaosa: Phys. Rev. Lett. 108 (2012) 026802.

[96] Y. Shimizu, A. Yamakage, and K. Nomura: Phys. Rev. B 91 (2015) 195139.

[97] B. L¨

uthi: Ultrasonics in Superconductors (Springer, Berlin, 2005).

[98] T. Tsuneto: Phys. Rev. 121 (1961) 402.

[99] L. P. Kadanoff and I. I. Falko: Phys. Rev. 136 (1964) A1170.

[100] Y. Yamazaki, S. Kobayashi, and A. Yamakage: J. Phys. Soc. Jpn. 90 (2021) 073701.

[101] A. Widera and H. Sch¨

afer: Mater. Res. Bull. 15 (1980) 1805.

[102] J. Nuss, C. M¨

uhle, K. Hayama, V. Abdolazimi, and H. Takagi: Acta Crystallogr. B 71

(2015) 300.

[103] T. Funato and M. Matsuo: Journal of Magnetism and Magnetic Materials 540 (2021)

168436.

[104] D. Kobayashi, T. Yoshikawa, M. Matsuo, R. Iguchi, S. Maekawa, E. Saitoh, and Y. Nozaki:

Phys. Rev. Lett. 119 (2017) 077202.

[105] S. Tateno, G. Okano, M. Matsuo, and Y. Nozaki: Phys. Rev. B 102 (2020) 104406.

[106] T. Kawada, T. Funato, H. Kohno, and M. Hayashi: Sci. Adv. 7 (2021) eabd9697.

70

謝辞

指導教官である山影相先生（名古屋大学理学研究科講師）には，修士課程の時も含め 5 年もの間

指導して頂きました．私自身まだまだ研究者として未熟の至りではありますが，これから先研究者

として生きていく道を迷わず進めるのは先生のおかげです．心から感謝致します．同研究室の河野

浩先生（名古屋大学理学研究科教授）には，博士課程における研究室での活動において，多くの場

面でご相談に乗って頂き，研究に専念することが出来ました．またセミナー等における研究発表時

には，鋭いご指摘やご助言を頂きました．深く感謝致します．St 研の先輩方である山口皓史さん，

中根丈太郎さん，船戸匠さん，今井悠介さんには，在学中に日頃から雑談や研究の議論にお付き合

い頂き，そのおかげで高いモチベーションを維持することができました．研究生活においてとても

大きな励みとなりました．感謝致します．St 研の学生として大学院生活を過ごした時間は，私に

とって大きな財産です．

修士課程の頃より，共同研究者である理化学研究所 (CEMS) 小林伸吾研究員には非常に多くの

議論をして頂きました．具体的な研究内容だけでなく，論文の執筆や学会での発表，さらに研究活

動に関連する申請書類等について，多くの有益なご助言を頂き，大変勉強になりました．深く感謝

致します．田仲由喜夫先生（名古屋大学工学研究科教授）には，研究室での発表の機会を頂くだけ

でなく，セミナーに招いて頂くなど，多くの貴重な経験を得ることが出来ました．また，本研究の

主題であるマヨラナ準粒子に関して，自身の研究内容とは異なる視点からのご指摘を数多く頂きま

した．心より感謝致します．本論文の審査にあたり，審査委員である谷山智康先生（名古屋大学

理学研究科教授）

，小林義明先生（名古屋大学理学研究科准教授）には有益なご意見を頂きました．

深く感謝致します．

本研究は JSPS 科研費 No.22J14452 の助成と JST 次世代研究者挑戦的研究プログラム JP-

MJSP2125 の財政支援を受けたものです．厚くお礼申し上げます．

最後に，両親と兄の支えが無ければ，私のこれまではありませんでした．最大限の感謝と敬意を

表します．

71

...