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物性物理学II

物性物理II/ Condensed Matter Physics II
現代的な物性物理のトピックス、特にディラック・ワイル半金属、トポロジカル物質、そして、非平衡量子物質について、その基礎的な概念と性質について講義する。簡単なモデルを用いて手計算によって理解を深める。/
The lecture is devoted to modern condensed matter physics with focus on Dirac-Weyl semimetals, topological materials, and non-equilibrium quantum materials. The understanding are developed through simple toy model calculations.
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時間割/共通科目コード
コース名
教員
学期
時限
35603-0098
GSC-PH5C30L2
物性物理学II
岡 隆史
A1 A2
火曜3限
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教室
理学部1号館東棟 287講義室
講義使用言語
英語
単位
2
実務経験のある教員による授業科目
NO
他学部履修
開講所属
理学系研究科
授業計画
1.量子力学とベリー位相 2.ディラック・ワイル電子 2.1 量子ホール状態 2.2 久保公式、TKNN公式 2.3 磁場中のランダウ準位 2.4 半古典理論 3.トポロジカル絶縁体 3.1 格子モデルと分極の理論 3.2 二次元量子ホール効果とチャーン数 3.3 トポロジカル不変量 3.4 バルク・エッジ対応 4.トポロジカル超伝導体 4.1 BCSモデルとBdGハミルトニアン 4.2 2次元カイラル超伝導と1次元スピンレス超伝導 5.非平衡量子物質 6.フロッケトポロジカル状態 6.1 フロッケ理論 6.2 フロッケトポロジカル絶縁体 6.3 異常フロッケトポロジカル絶縁体、量子ポンピング 7.トンネル効果 7.1 シュインガー効果と鞍点法 7.2 トンネル効果への幾何学位相の影響 *8.非平衡開放系(時間があれば) 8.1 ケルディッシュグリーン関数の基礎 1. Quantum mechanics and the Berry phase 2. Dirac and Weyl electrons 2.1 Quantum Hall effect 2.2 Kubo formula and TKNN formula 2.3 Landau levels in magnetic fields 2.4 Semiclassical transport theory 3. Topological insulator 3.1 Lattice models and theory of polarization 3.2 Two dimensional quantum Hall effect and Chern number 3.3 Topological invariants 3.4 Bulk-edge correspondence 4. Topological superconductors 4.1 BCS model and the BdG Hamiltonian 4.2 2D chiral superconductor and 1D spinless superconductor 5. Nonequilibrium quantum materials 6. Floquet topological states 6.1 Floquet theory 6.2 Floquet topological insulator 6.3 Anomalous Floquet topological insulator and quantum pump 7. Quantum tunneling 7.1 Schwinger effect and steepest descent method 7.2 Effect of geometric phase on quantum tunneling 8. Nonequilibrium open systems
授業の方法
講義/ Lecture
成績評価方法
レポート/ By report
教科書
講義中に適宜提示される。/ Will be mentioned during the lecture.
参考書
Shun-Qing Shen, “Topological Insulators: Dirac Equation in Condensed Matter”, Springer 野村 健太郎「トポロジカル絶縁体・超伝導体」丸善
履修上の注意
講義中に適宜提示される。/ Will be mentioned during the lecture.