領域代表者：上田和夫（東京大学物性研究所・教授）
重い電子系と呼ばれる希土類およびアクチノイド化合物では、電子の見かけ上の質量が数百倍から千倍に増大する。これまで、その理解は、電子の遍歴性と局在性の競合に基づいていた。近年、重い電子系を舞台に次々と発見される新しい超伝導や磁性現象を理解するには、電荷とスピンに加えて、軌道や格子の自由度も絡んだ電子の多自由度性を考慮することが必要となっている。本領域では、遍歴・局在という伝統的な横糸と多自由度性という新たな縦糸が織りなす系を舞台に、重い電子形成の直接観測、非調和格子振動による新奇物性の発現と理解、新超伝導相や新多極子相の探索と理解、磁性と超伝導の新概念創出を目指し、重い電子系研究の展開を図る。
研究についての詳細（領域計画書より）
新学術領域の選定について（速報）（文部科学省HPへ）
研究代表者：播磨尚朝（神戸大学大学院理学研究科・教授）
希土類・アクチノイド化合物の純良単結晶を育成して、ドハース・ファンアルフェン効果を観測し、さらにエネルギーバンド構造計算を実行し、フェルミ面の性質を実験的にも理論的にも調べ、重い電子系の特異な電子状態を解明する。
研究代表者：横谷尚睦（岡山大学大学院自然科学研究科・教授）
軟X線やレーザー等の新しい励起光を使った高精度の先端光電子分光をA01-001班やA02-001班で作製された純良単結晶試料に対して適用することにより、f電子系化合物やラットリング物質のバルク電子状態を明らかにする。
研究代表者：高畠敏郎（広島大学大学院先端物質科学研究科・教授）
新たなラットリング物質を探索・創製し、電気伝導、熱伝導、磁化、熱膨張などのバルク物性を温度、磁場、圧力をパラメータとして測定する。それによって、重い電子状態の形成、熱を運ぶ音響フォノンの散乱、超伝導クーパー対形成に対するラットリングの寄与を明らかにする。
研究代表者：藤秀樹（神戸大学大学院理学研究科・教授）
MHz～THzにわたるダイナミックレンジをもつ複数の測定手段を組織し、横断的なスペクトロスコピー実験から、巨大振幅原子振動のエネルギー階層構造、巨大振幅原子振動が関与した重い電子状態、超伝導、金属・絶縁体転移などの新奇現象や熱伝導率低下の機構を明らかにする。
研究代表者：石田憲二（京都大学大学院理学研究科・教授）
低温、高磁場、高圧の複合極限環境下において幅広い微視的測定を行い、多角的な視点から新しい超伝導体での新奇超伝導相の探索を行うとともに、その物理的性質を調べる。さらに、分子線エピタキシー法などによって自然界には存在しない新しい重い電子系超伝導体の創成も行う。
研究代表者：榊原俊郎（東京大学物性研究所・教授）
新たな多極子相の探索を行い、その秩序変数の性質を様々な実験手法を用いて明らかにする。四極子自由度を有する非磁性化合物の典型物質探索、および多極子秩序系に高い圧力を作用させることによる非磁性状態への量子相転移を試み、四極子近藤効果の実験的検証を狙う。
研究代表者：堀田貴嗣（首都大学東京大学院理工学研究科・准教授）
場の量子論的手法や数値計算手法を駆使して、超伝導および磁性に関する新概念の確立を目指した研究を行う。特に、クラマース縮退がない場合の重い電子形成の理解、多極子揺らぎやラットリングによる特異な超伝導、反転対称性のない系の超伝導状態の解明を目指す。