メゾスコピック系における測定の反作用とトポロジカルな準粒子

介观系统中的测量反应和拓扑准粒子

• 批准号: 26870080
• 负责人: 久保 敏弘
• 金额: $ 2.33万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-01 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-26870080/
• 关键词: Aharonov-Bohm効果; 電子間相互作用; 朝永・ラッティンジャー液体理論; 線形伝導; 非平衡グリーン関数法; メゾスコピック系

昨年度までの研究では、量子ドットを含むAharonov-Bohm(AB)干渉計に、量子ドット電荷計を静電的に結合させて、AB干渉計を環境と見なした場合の量子ドット電荷計における線形伝導に着目してきた。このような系では、量子ドット電荷計を通過する電子はAB位相を直接獲得していないにもかかわらず、電子間相互作用によって量子ドット電荷計における線形伝導にAB磁束に対する振動が現れる。特に、電子間相互作用が強い状況で、電子間相互作用によって誘起されたAB振動のvisibilityが電子・正孔対称点近傍において1になることを示した。この物理的なメカニズムはまだ明らかとなっていないが、電子間相互作用が強い極限で適用可能な運動方程式の切断近似を用いていることに原因があるのではないかと思い、別の近似法を試してみた。改良2次摂動理論と呼ばれる定性的には相互作用の強い領域から弱い領域までを広くカバーできる近似法で同様の計算を試みた。結果として、定性的には同じような振る舞いを得たため、近似のせいではなく何か物理的に意味のある結果ではないかと思われる。それと並行して、これまでの量子ドットを含むAB干渉計の量子ドットを含む経路側を量子ホール効果のエッジ状態を記述するカイラルな1次元電子系の有効理論であるカイラル朝永・ラッティンジャー液体理論を用いて記述するようなモデルの検討を開始した。より一般的なモデルを考えるために、相互作用する領域を量子ドットのように点ではなく、有限の広がりをもった領域とし、相互作用パラメータを階段関数的に与えるモデルを構築した。

在去年的研究中，我们将量子点电荷计与含有量子点的阿哈罗诺夫-博姆（AB）干涉仪静电耦合，并研究了当AB干涉仪被视为环境时量子点电荷计的线性度。我一直专注于传导。在这样的系统中，虽然穿过量子点电荷计的电子不直接获得AB相，但是由于电子-电子相互作用，在量子点电荷计的线性传导中出现了相对于AB磁通量的振荡。特别是，我们表明，在电子-电子相互作用较强的情况下，电子-电子相互作用引起的AB振动的可见度在电子-空穴对称点附近变为1。虽然其物理机制尚不清楚，但我们认为原因可能是由于使用了运动方程的截断近似，该近似可以应用于电子之间相互作用较强的极限，因此我们决定我尝试使用另一种近似方法。使用称为改进的二阶微扰理论的近似方法尝试了类似的计算，该方法定性地涵盖了从强相互作用到弱相互作用的广泛区域。结果，获得了定性上相似的行为，因此这似乎不是由于近似，而是由于一些物理上有意义的结果。与此同时，手性Tomonaga-Luttinger液体理论是一种有效的手性一维电子系统理论，描述了含有量子点的AB干涉仪的量子点路径侧的量子霍尔效应的边缘状态，我们已经开始考虑可以使用 来描述的模型。为了考虑更通用的模型，我们构建了一个模型，其中相互作用区域不是像量子点那样的点，而是具有有限范围的区域，并且相互作用参数以阶跃函数给出。

项目成果

干渉計と静電的に結合した量子ドット系における非局所Aharonov-Bohm振動

静电耦合到干涉仪的量子点系统中的非局部阿哈罗诺夫-玻姆振荡

• 发表时间: 2014
• 作者: 久保敏弘;都倉康弘
• 通讯作者: 都倉康弘

Non-local Aharonov-Bohm Effects in Transport through a Quantum Dot Capacitively Coupled to a Non-equilibrium Aharonov-Bohm Interferometer

通过电容耦合到非平衡阿哈罗诺夫-玻姆干涉仪的量子点传输中的非局域阿哈罗诺夫-玻姆效应

• 发表时间: 2014
• 作者: Toshihiro Kubo;Yasuhiro Tokura
• 通讯作者: Yasuhiro Tokura