研究室案内

東北大学大学院理学研究科物理学専攻
　
物性理論研究室　柴田グループ
　
Condensed Matter Physics Theory - Shibata Group

　物性理論研究室柴田グループは、東北大学大学院理学研究科物理学専攻に所属し、凝縮系物理学（物性理論）における強相関電子系および量子多体現象の研究を行っています。電子間の相互作用によって生み出される多彩な量子相や電子状態を、精密な理論模型と高度な数値計算手法（密度行列繰り込み群法：DMRG等）を用いて解明しています。

所属専攻	東北大学理学研究科物理学専攻	教員	柴田尚和教授、森田克洋助教
主要研究対象	二次元電子系、量子多体系	理論・手法	微視的模型解析、密度行列繰り込み群法 (DMRG)

二次元電子系の分数電荷と分数統計

　強磁場下に置かれた二次元電子系において、電子間相互作用によって形成される未知の基底状態や励起構造を解析しています。分数統計に従うエニオンや分数電荷が生出す新しい電子相の性質や特徴の解明は、量子技術の発展にも寄与しています。

主要論文: N. Shibata and D. Yoshioka, J. Phys. Soc. Jpn. 72, 672 (2003)

量子多体系の理論解析

　f-電子を含む磁性体の遍歴電子と局在スピンの強い相関（近藤効果およびRKKY相互作用の競合）が引き起こす重い電子系の物理現象に対し、微視的理論模型の提案と解析を行っています。量子相転移や異常金属状態の起源を探る理論基盤を構築しています。

主要論文: N. Shibata and Kazuo Ueda, J. Phys.: Condens. Matter 11, R1-R30 (1999)

研究分野	論文タイトル・掲載誌・著者
二次元電子系	Ground-state phase diagram of 2D electrons in a high Landau level; Phys. Rev. Lett. 86 5755-5758 (2001) N. Shibata and D. Yoshioka
量子計算	Probing the universality of topological defect formation in a quantum annealer: Kibble-Zurek mechanism and beyond; Phys. Rev. Research 2 033369-1-20 (2020) Y.Bando, Y.Susa, H.Oshiyama, N.Shibata, M.Ohzeki, F.J.Gomez-Ruiz, D.A.Lidar, S.Suzuki, A.del Campo, and H.Nishimori
量子スピン系	Controlling frustrated liquids and solids with an applied field in a kagome Heisenberg antiferromagnet; Nature Communications 4 2287-1-6 (2013) Satoshi Nishimoto, Naokazu Shibata and Chisa Hotta

研究方法 (Methodologies)	講義・教育 (Courses & Teaching)
・密度行列繰り込み群法 1次元および2次元量子多体系の高精度計算法・微視的模型解析量子ホール系、近藤格子模型などの理論解析・厳密対角化量子系のダイナミクス、時間発展計算	・学部・大学院講義凝縮系物理学、量子力学、統計力学分野の専門講義・研究指導卒業研究、修士論文・博士論文指導・ゼミ・セミナー最先端論文の輪講

研究内容 (Study)	二次元電子系および重い電子系の解説	論文リスト (List)	全原著論文
研究方法 (Method)	DMRG法・理論計算アプローチの解説	メンバー (Member)	教員・研究員・在籍学生の情報
授業情報 (Class)	担当講義・シラバス・関連資料	所属講座 (Group)	物性理論研究室の紹介

【連絡先・アクセス情報】

東北大学大学院理学研究科物理学専攻物性理論研究室
所在地: 〒980-8578 宮城県仙台市青葉区荒巻字青葉6-3（青葉山キャンパス）理学総合B棟 8階 844室
E-Mail: shibata(at)cmpt.phys.tohoku.ac.jp
所属組織: 東北大学理学研究科 (www.sci.tohoku.ac.jp) | 物理学専攻 (www.phys.tohoku.ac.jp)

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