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山田 暉馨大学院理学研究科 物理学専攻助教
研究活動情報
■ 受賞- 2026年06月 IOP Publishing, IOP Trusted Reviewer
- 2025年07月 Physical Review B, Physical Review B Editor’s suggestion, Non-Fermi liquid transport and strong mass enhancement near the nematic quantum critical point in FeSe$_x$Te$_{1-x}$ thin films
- 2025年03月 Journal of Physical Society of Japan, JPSJ 編集部注目論文, Insulating behavior in the quantum limit state of Bi$_{1−x}$Sb$_x$ (x $\sim$ 0.04) in the vicinity of semimetal–semiconductor transition
- 2024年12月 強磁場科学研究会「パルスマグネット１００周年」, 若手優秀発表賞, 高磁場下ラシュバ電子系における自由電子の顕在化とホール伝導度の符号反転
- 2024年12月 学術変革領域研究（A）「１０００テスラ超強磁場による化学的カタストロフィー：非摂動磁場による化学結合の科学」, ポスター賞, Pseudo-anomalous Hall effect in multi-valley systems
- 2024年11月 第 18 回 物性科学領域横断研究会 (領域合同研究会), 最優秀若手奨励賞, Quantum magneto-transport theory and field-induced crossover in Hall conductivity
- 2024年04月 学術変革領域研究（A）「１０００テスラ超強磁場による化学的カタストロフィー：非摂動磁場による化学結合の科学」, ポスター賞, High-field transport in three-dimensional Rashba electron systems
- 2023年12月 強磁場科学研究会, 若手優秀発表賞, 磁気輸送現象における非平衡－平衡クロスオーバー
- 2023年12月 Communications Materials (Springer Nature), Outstanding Referee
- American Physical Society (APS), 2026年06月, Physical Review B, 113(24) (24), 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- The Japan Society of Applied Physics, 2026年, JJAP Conference Proceedings, 12, 011010 - 011010[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- Abstract We theoretically investigate magnetoresistance (MR) in the extreme quantum limit (EQL), where the kinetic energy becomes significantly smaller than the cyclotron energy, using the Kubo formula with Green’s functions and the T-matrix approximation. We uncover a magnetic-field-induced crossover in the scattering rate: in the Born regime and in the unitarity limit. This crossover gives rise to distinct MR behaviors in the EQL, characterized by linear transverse MR ( ) and negative longitudinal MR ( ). This dichotomy implies insulating behavior when the magnetic field is perpendicular to the current, and metallic behavior when it is parallel. In the unitarity limit, we further derive a universal relation that enables direct experimental determination of the impurity density from ρ xx and ρ xy . Our results establish a quantum–classical correspondence that remains valid even in the EQL, provided that the field dependences of the scattering rate and quantum corrections are properly incorporated.IOP Publishing, 2025年08月, Journal of Physics: Condensed Matter, 37(32) (32), 325701 - 325701, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- American Physical Society (APS), 2025年07月, Physical Review B, 112(4) (4), 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- Abstract We demonstrate that the non-linear field dependence in the Hall effect, often indistinguishable from the anomalous Hall effect (AHE), can be realized entirely within the classical mechanism due to the Lorentz force by analyzing multi-valley models for semiconductors and semimetals. The non-linear component in the Hall resistivity , which is purely classical in origin and referred to here as the pseudo AHE, originates from carrier mobility anisotropy or the coexistence of different charges. Since is inversely proportional to the carrier difference between electrons and holes Δn, it exceeds its zero-field value near charge neutrality. As a practical example, we show that the magnitude of the classical non-linear Hall response in ZrTe5 is comparable to the experimental values, underscoring the importance of accounting for classical contributions before attributing non-linear Hall effects to quantum mechanisms.IOP Publishing, 2025年07月, Journal of Physics: Condensed Matter, 37(29) (29), 295705 - 295705, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- Physical Society of Japan, 2025年04月, Journal of the Physical Society of Japan, 94(4) (4), 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- Abstract The three-dimensional magneto-conductivity tensor was derived in a gauge invariant form based on the Kubo formula considering quantum effects under a magnetic field, such as the Landau quantization and quantum oscillations. We analytically demonstrated that the quantum formula of the magneto-conductivity can be obtained by adding a quantum oscillation factor to the classical formula. This result establishes the quantum–classical correspondence, which has long been missing in magnetotransport phenomena. Moreover, we found dissipative-to-dissipationless crossover in the Hall conductivity by paying special attention to the analytic properties of the thermal Green’s function. Finally, by calculating the magnetoresistance of semimetals, we identified a phase shift in quantum oscillation originating from the dissipationless transport predominant at high fields.IOP Publishing, 2024年03月, Journal of Physics: Condensed Matter, 36(24) (24), 245702 - 245702, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- Abstract Bulk bismuth has a complex Landau spectrum. The small effective masses and the large g-factors are anisotropic. The chemical potential drifts at high magnetic fields. Moreover, twin boundaries further complexify the interpretation of the data by producing extra anomalies in the extreme quantum limit. Here, we present a study of angle dependence of magnetoresistance up to 65 T in bismuth complemented with Nernst, ultrasound, and magneto-optic data. All observed anomalies can be explained in a single-particle picture of a sample consisting of two twinned crystals tilted by 108° and with two adjacent crystals keeping their own chemical potentials despite a shift between chemical potentials as large as 68 meV at 65 T. This implies an energy barrier between adjacent twinned crystals reminiscent of a metal- semiconductor Schottky barrier or a p-n junction. We argue that this barrier is built by accumulating charge carriers of opposite signs across a twin boundary.Springer Science and Business Media LLC, 2024年01月, npj Quantum Materials, 9(1) (1), 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- American Physical Society (APS), 2022年05月, Physical Review B, 105(20) (20), 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- American Physical Society (APS), 2021年03月, Physical Review B, 103(12) (12), 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2023年, 日本物理学会講演概要集(CD-ROM), 78(2) (2)層状ディラック電子系Ba1-xSrxMnBi2における極性構造とスピン・バレー結合状態の制御
- 2021年05月, 物性研究 電子版, 9(1) (1), 日本語
- 学術変革領域研究（A）「１０００テスラ超強磁場による化学的カタストロフィー：非摂動磁場による化学結合の科学」第7回領域会議, 2026年04月, 日本語三回対称性を持つプレナーホール効果の古典論口頭発表（一般）
- Quest For The Non-Perturbative Magnetic Field Effects In The 1000-Tesla Magnetic Field Region, 2025年12月, 英語Quantum theory for the magneto-optical Kerr effectポスター発表
- Quest For The Non-Perturbative Magnetic Field Effects In The 1000-Tesla Magnetic Field Region, 2025年12月, 英語Magnetoresistance in the extreme quantum limit and scattering rate: Self-consistent method and crossover to the unitarity limitポスター発表
- Quest For The Non-Perturbative Magnetic Field Effects In The 1000-Tesla Magnetic Field Region, 2025年12月, 英語Pseudo-anomalous Hall effectポスター発表
- 日本物理学会秋季大会，広島大学, 2025年09月, 日本語Bi$_{1-x}$Sb$_x$におけるサイクロトロン共鳴測定 IIポスター発表
- International Conference on Strongly Correlated Electron Systems 2025, 2025年07月, 英語Quantum-classical correspondence and non-equilibrium to equilibrium crossover in galvanomagnetic effects口頭発表（一般）
- 学術変革領域研究（A）「１０００テスラ超強磁場による化学的カタストロフィー：非摂動磁場による化学結合の科学」第5回領域会議，東北大学金属物理学研究所，2025年6月20日, 2025年06月, 日本語超量子極限における磁気抵抗：磁場誘起のユニタリティ極限へのクロスオーバーポスター発表
- 学術変革領域研究（A）「１０００テスラ超強磁場による化学的カタストロフィー：非摂動磁場による化学結合の科学」第5回領域会議，東北大学金属物理学研究所, 2025年06月, 日本語Paschen-Back-like crossover in the magneto-transport phenomenaポスター発表
- 第一回 若手研究者分野横断交流会 ---物性研究の現状と今後の展開---，新潟 越後, 2025年03月, 日本語強磁場中の電子状態と輸送現象[招待有り]口頭発表（一般）
- 日本物理学会春季大会，オンライン開催, 2025年03月, 日本語超量子極限における磁気抵抗と量子−古典対応口頭発表（一般）
- 日本物理学会春季大会，オンライン開催, 2025年03月, 日本語複数フェルミ面に起因する“擬”異常ホール効果口頭発表（一般）
- APS March Meeting, 2025年03月, 英語Extended nematic quantum criticality in FeSe$_x$Te$_{1-x}$口頭発表（一般）
- 強磁場科学研究会 （第19回強磁場フォーラム総会）「パルスマグネット100周年」，東京大学物性研究所, 2024年12月, 日本語高磁場下ラシュバ電子系における自由電子の顕在化とホール伝導度の符号反転ポスター発表
- 学術変革領域研究（A）「１０００テスラ超強磁場による化学的カタストロフィー：非摂動磁場による化学結合の科学」第4回領域会議，伊豆山研修センター, 2024年12月, 日本語Pseudo-anomalous Hall effect in multi-valley systemsポスター発表
- 第18回 物性科学領域横断研究会 (領域合同研究会)，神戸大学 100年記念館 六甲ホール, 2024年11月, 日本語Quantum magneto-transport theory and field-induced crossover in Hall conductivityポスター発表
- The 13th International Conference on Research in High Magnetic Fields (RHMF2024), 2024年07月, 英語Field-induced insulating state of BiSb alloys in the quantum limit statesポスター発表
- The 13th International Conference on Research in High Magnetic Fields (RHMF2024), 2024年07月, 英語High-field study of spin-valley coupled Dirac fermion in layered polar metal Ba$_{1−x}$Sr$_x$MnBi$_2$ポスター発表
- The 13th International Conference on Research in High Magnetic Fields (RHMF2024), 2024年07月, 英語Quantum-classical correspondence and non-equilibrium to equilibrium crossover in magneto-transport phenomenaポスター発表
- The 22nd International Conference on Magnetism (ICM2024), 2024年07月, 英語Impacts of chemical substitution on polar structure and spin-valley coupling in layered Dirac metal Ba$_{1−x}$Sr$_x$MnBi$_2$ポスター発表
- 学術変革領域研究（A）「１０００テスラ超強磁場による化学的カタストロフィー：非摂動磁場による化学結合の科学」第3回領域会議，京都大学桂キャンパス, 2024年04月, 日本語High-field transport in three-dimensional Rashba electron systemsポスター発表
- 日本物理学会春季大会，オンライン開催, 2024年03月, 日本語３次元ラシュバ電子の強磁場輸送現象口頭発表（一般）
- APS March Meeting, 2024年03月, 英語FeSe$_x$ Te$_{1-x}$ thin films as a platform for exploring exotic superconducting states口頭発表（一般）
- International Symposium on Quantum Electronics 2024, 2024年02月, 英語Quantum-classical correspondence and dissipative to dissipationless crossover in magneto-transport phenomenaポスター発表
- 量子液晶領域会議 ，東京大学物性研究所, 2023年12月, 日本語Non-equilibrium to equilibrium crossover in magneto-transport phenomenaポスター発表
- MPI-UBC-UTokyo Workshop, 東京大学物性研究所, 2023年12月, 英語Quantum transport theory at high magnetic fieldsポスター発表
- 強磁場科学研究会「強磁場研究における次世代ネットワーク形成とサイエンスの新展開」，東北大学金属科学研究所, 2023年12月, 日本語磁気輸送現象における非平衡－平衡クロスオーバー口頭発表（一般）
- 学術変革領域研究（A）「１０００テスラ超強磁場による化学的カタストロフィー：非摂動磁場による化学結合の科学」第2回領域会議，電気通信大学, 2023年12月, 日本語Non-equilibrium to equilibrium crossover in transport phenomena at high magnetic fieldポスター発表
- 日本物理学会秋季大会，仙台, 2023年09月, 日本語MBE成長させたFe(Se,Te)薄膜の上部臨界磁場測定口頭発表（一般）
- 日本物理学会秋季大会，仙台, 2023年09月, 日本語Bi$_{1-x}$Sb$_x$におけるサイクロトロン共鳴測定口頭発表（一般）
- 日本物理学会秋季大会，仙台, 2023年09月, 日本語層状ディラック電子系Ba$_{1-x}$Sr$_x$MnBi$_2$における極性構造とスピン・バレー結合状態の制御口頭発表（一般）
- International Conference on Strongly Correlated Electron Systems 2023, 2023年07月, 英語Galvanomagnetic Effect of Dirac Electrons Based on the Kubo Formulaポスター発表
- Asia-Pacific Conference on Condensed Matter Physics 2022, 2022年11月, 英語Semiclassical origin of negative magnetoresistance and planar Hall effect in Weyl electron system口頭発表（一般）
- 日本物理学会秋季大会, 東京工業大学（大岡山キャンパス）, 2022年09月, 日本語半金属半導体転移近傍にあるBi$_{1-x}$Sb$_x$における磁気抵抗異常口頭発表（一般）
- International Conference on Low Temperature Physics, LT29, 2022年08月, 英語Orbital origin of negative magnetoresistance and planar Hall effect in Weyl electron systemsポスター発表
- SCTM2021 ワークショップ「超伝導物質、トポロジカル物質」 物質・材料研究機構, 2021年11月, 日本語ワイル半金属における軌道由来の負の磁気抵抗とプレーナーホール効果口頭発表（一般）
- The International Conference on Strongly Correlated Electron Systems 2021, 2021年09月, 英語Orbital origin of negative magnetoresistance and planar Hall effect in Weyl electron systems口頭発表（一般）
- 日本物理学会秋季大会，オンライン開催, 2021年09月, 日本語ワイル電子系における軌道由来の負の磁気抵抗とプレーナーホール効果口頭発表（一般）
- 日本物理学会秋季大会，オンライン開催, 2021年09月, 日本語量子極限下におけるBiのサイクロトロン共鳴 II口頭発表（一般）
- 第5回固体化学フォーラム研究会，オンライン, 2021年06月, 日本語半金属Biにおける強磁場下の非自明な磁気抵抗とプレーナーホール効果ポスター発表
- Asia-Pacific Conference on Research in High Magnetic Fields 2020, 2020年12月, 英語Angular dependence of magnetoresistance and planar Hall effect in semimetals in strong magnetic fields口頭発表（一般）
- PASPS25, 大阪大学, 2020年11月, 日本語ランダウ量子化した半金属キャリアの電流磁気効果口頭発表（一般）
- 日本物理学会秋季大会，名古屋大学, 2020年09月, 日本語量子極限下におけるBiのサイクロトロン共鳴口頭発表（一般）
- 日本物理学会秋季大会，名古屋大学, 2020年09月, 日本語精密決定されたランダウ準位に基づくBi磁気抵抗の異方性解析口頭発表（一般）
- 62nd Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials 2017, 2017年11月, 英語Investigation of the inverse spin Hall effect in CuxO electrodes by using electrical spin injection and detectionポスター発表
- 応用物理学会, 2017年09月, 日本語Inverse spin Hall effect in surface oxidized Cu layer in Cu based lateral spin valves口頭発表（一般）
■ 共同研究・競争的資金等の研究課題
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 研究活動スタート支援, 神戸大学, 2025年07月 - 2027年03月強磁場極限における特異な電気伝導の理論的解明
- 村田学術振興・教育財団, 研究者海外派遣援助, 神戸大学, 2025年07月Quantum-classical correspondence and non-equilibrium to equilibrium crossover in galvanomagnetic effects
- 湯川記念財団, 望月基金 国際会議派遣, 電気通信大学, 2024年07月Quantum–classical correspondence and dissipative to dissipationless crossover in magnetotransport phenomena