ハイブリット低次元系の量子揺らぎと電子相関

混合低维系统中的量子涨落和电子关联

基本信息

批准号：
26400307
负责人：
羽田野剛司
金额：
$ 3万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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

项目摘要

低次元系における電子の量子揺らぎと少数電子間のクーロン相互作用(電子相関)により生じる電気伝導特性への影響を理論的及び実験的に調べた。(1)量子ポイントコンタクト間の量子揺らぎによるトンネル効果と電子相関の関係を明らかにするため、2重結合及び3重結合量子ポイントコンタクトの作製を行った。さらに2重及び3重結合量子ポイントコンタクトの1.5Kで動作を確認した。詳細なトンネル効果と電子相関の関係を明らかにするためには、希釈冷凍機を用いた100mK以下の測定を行う必要がある。(2)低次元電子相関を解析するために、数値繰り込み群法に基づいた数値計算プログラムの作成を行った。また、現実の系に対して電子相関等の理論的な取り扱いを行うには、主要な状態を抜き出すことが有効である。この観点より、角運動量を用いたモード展開の定式化を行った。具体例として、定式化をカーボンナノチューブに適用することで、有効一次元格子モデルの具体的な表式を与えた。(3)2重量子井戸構造を用いて結合量子ホール系を実現し、核スピンの拡散係数異方性を昨年度明らかにした。この異方的な拡散効果を利用して、分数量子ホール系と核スピンの相互作用について明らかにした。(4)3重量子井戸構造を用いることにより、3重結合量子ホール系を実現し、その電気伝導特性を調べた。その結果、トンネル効果と電子相関を制御することにより、強磁性状態や一重項状態を実現できることがわかった。(5)直列2重量子ドットの電気伝導特性において、光学フォノンを吸収した場合においても電子波のコヒーレンス性が保たれることが明らかにした。上記の研究を通して、2本の論文、7件の国際学会及び3件の国内学会の発表を行った。

从理论上和实验上研究了电子的量子涨落和少数电子之间的库仑相互作用（电子关联）对低维系统导电性能的影响。 (1)制备了双键和三键量子点接触，以阐明量子点接触之间量子涨落引起的隧道效应与电子相关性之间的关系。此外，我们还确认了双键和三键量子点接触在 1.5K 下的操作。为了阐明隧道效应和电子关联之间的详细关系，需要使用稀释制冷机进行100 mK以下的测量。 (2)为了分析低维电子相关性，我们创建了基于数值重正化群方法的数值计算程序。此外，为了对实际系统进行电子相关等理论处理，提取主要状态是有效的。从这个角度来看，我们使用角动量制定了模式展开。作为一个具体例子，将该公式应用于碳纳米管，给出了有效一维晶格模型的具体表达式。（3）去年我们利用双量子阱结构实现了耦合量子霍尔系统，并阐明了核自旋扩散系数的各向异性。利用这种各向异性扩散效应，我们阐明了分数量子霍尔系统与核自旋之间的相互作用。 (4)利用三重量子阱结构，实现了三重耦合量子霍尔系统并研究了其导电性能。结果表明，通过控制隧道效应和电子相关性可以实现铁磁态和单重态。 (5)关于串联双量子点的导电特性，可知即使吸收光声子，电子波的相干性也得以维持。通过上述研究，我们已发表论文2篇，并在7个国际会议和3个国内会议上作报告。

项目成果

期刊论文数量（21）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

有限長金属型カーボンナノチューブにおける谷間結合と有効一次元格子モデルによる解析

有限长度金属碳纳米管中的谷耦合以及使用有效一维晶格模型的分析

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
泉田渉;奥山倫;齋藤理一郎
通讯作者：
齋藤理一郎

Valley coupling in finite-length single-wall carbon nanotubes and effective one-dimensional lattice model

有限长度单壁碳纳米管中的谷耦合和有效一维晶格模型

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
Wataru Izumida;Rin Okuyama;Riichiro Saito
通讯作者：
Riichiro Saito

分数量子ホールドメインにおける電流誘起核スピン分布

分数量子霍尔域中电流诱导的核自旋分布

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
Wataru Izumida;Rin Okuyama and Riichiro Saito;天羽真一，羽田野剛司，中島峻，河野公俊，樽茶清悟;宮本聡，羽田野剛司，M.H. Fauzi，渡辺信嗣，平山祥郎
通讯作者：
宮本聡，羽田野剛司，M.H. Fauzi，渡辺信嗣，平山祥郎

Measurement of anisotropic nuclear spin diffusion in double quantum wells

双量子阱中各向异性核自旋扩散的测量