Spin of carbon nanotubes

点击翻译按钮获取中文摘要

カーボンナノチューブはスピンを用いた量子素子材料としても重要な物質として注目されている。この観点から、ナノチューブにおけるスピン状態を明らかにすることは重要な課題である。本研究では、ナノチューブの電子スピン状態を調べ、さらに電子スピンの相互作用を調べることで、ナノチューブの電子スピンに関する量子物性、および、機械素子としての機能を明らかとするための理論研究を推進する。すなわち、カーボンナノチューブをスピンの観点から研究することで、スピンが引き起こす物性現象の探求及びおよびスピン素子としての性質を明らかにすることを目的とする。ナノチューブ表面の曲率がスピン軌道相互作用を誘起することは先行研究により明らかとなっていた。昨年度に引き続き、この効果を従来の理論とは異なる観点から理論的に考察した。これにより、曲率、結晶構造とスピン軌道相互作用に関する理解を深めることができた。また、電子スピンとナノチューブの機械運動との相互作用による角運動量交換に関するミクロスコピック理論により、電子スピンによって駆動するナノチューブモータの可能性を示した。ここで展開された理論は、ナノチューブに限らず様々な物質に一般化できるため、物質と電子スピンとの相互作用と角運動量の交換機構に関してミクロスコピックな理解へと繋がる理論構築への展開が期待できる。適宜、研究討論、研究打ち合わせ、研究成果発表を行うことにより、遂行中の研究の問題点を明らかにして検討を行うことにより、効果的に研究を遂行できた。