強磁場中電子液体、結晶におけるスピン自由度の理論

强磁场中电子液体和晶体的自旋自由度理论

基本信息

批准号：
11125206
负责人：
青木秀夫
金额：
$ 0.7万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11125206/
关键词：
強磁場量子ドットスピン自由度電子固体分数量子ホール系

项目摘要

我々は平成10年度の公募研究においては、強磁場中の量子ドットにおける電子の多体状態を解析し、相関効果のために「電子分子」が出現することを示した。強磁場中のサイクロトロン運動が原子に相当し、大きな量子力学的零点振動を伴う。電子相関の発現の仕方はパウリ原理に支配されるので、電子分子ではスピン自由度が本質的な役割を果たす。特に、スピン自由度のために伝導が阻害される「スピン・ブロッケード」が電子分子で起こり得ることを提唱した。本年度は、磁場中の二重量子ドットに関するfull paperを出版し、磁場中量子ドットの総説をMaksym等と共著で執筆した。また、ドットを大きくしたときどうなるかを考える出発点として、具体的にバルクで2次元電子固体(Wigner solid)を先ず古典的な場合に分子動力学計算を行い、有限温度では長距離結晶秩序は存在しない、hexatic相も示唆されるがconclusiveではないことを示した。また量子液体相については、ランダウ準位が丁度半分詰まった分数量子ホール系は、複合フェルミオン描像の平均場近似では自由フェルミ液体であることが予測されているが、我々は、有限系の数値的方法から、低エネルギー励起スペクトルの殻構造に自由フェルミ気体との一対一対応があることを見出した。今後の課題としては、ドットの魔法数と分数量子ホール液体の関連、特にスピン自由度との絡みが興味深い。

在1998年举行的一个公共研究项目中，我们分析了强磁场中量子点中电子的多体态，并表明由于相关效应而出现了“电子分子”。强磁场中的回旋运动对应于原子，并伴随着大的量子力学零点振荡。由于电子关联发生的方式受泡利原理控制，因此自旋自由度在电子分子中起着至关重要的作用。特别是，他提出“自旋封锁”，即由于自旋自由度而抑制传导，可能发生在电子分子中。今年，我发表了一篇关于磁场中双量子点的完整论文，并与 Maksym 等人共同撰写了一篇关于磁场中量子点的综述。此外，作为考虑当点变大时会发生什么的起点，我们首先在块状二维电子固体（维格纳固体）的经典情况下进行分子动力学计算，并在有限温度下，长-范围晶序为表明不存在六方相，但这不是决定性的。关于量子液相，朗道能级正好半充满的分数量子霍尔系统在复费米子图的平均场近似中被预测为自由费米液体，但是我们利用理论方法发现：低能激发光谱的壳层结构与自由费米气体一一对应。作为未来的工作，神奇的点数与分数量子孔液体之间的关系，特别是自旋自由度，将会很有趣。