カーボンナノチューブにおける電子相関の理論

碳纳米管电子关联理论

基本信息

批准号：
11740196
负责人：
吉岡英生
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Nara Women's University (2000)Nagoya University (1999)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至 2000
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度はカーボンナノチューブや一次元有機導体を対象にして以下のような一次元電子系の研究を行った。●カーボンナノチューブカーボンナノチューブにみられる二種類の金属状態、即ちゼロ磁場で実現される金属状態(二つの谷を持つ)と半導体カ-ボンナノチューブに軸に平行な磁場を印加することによって実現される金属状態(一つの谷を持つ)の電気抵抗と光学伝導度をボルン近似を用いて計算し、電子間長距離クーロン相互作用の効果の違いを議論した。その結果、二種類の金属状態とも電子間相互作用は電気抵抗の非整数巾的な温度依存性をもたらすが、その効果は谷が一つの状態の方が強いという結果を得た。また、光学伝導度に関しては、低振動数領域、高振動数領域の両方で二種類の金属状態とも電子間相互作用により非整数巾の振動数依存性がみられるが、その効果は谷が一つの状態の方が強いことを示した。このように、電子間相互作用の効果は谷が一つの金属状態で強く現れることが判った。また、カーボンナノチューブの振動子強度をタイトバインディング模型を用いて計算した。そして、いくつかの普遍的な関係式を導き、カーボンナノチューブへの電子もしくはホールのドープ量を決定するための有用な式を得た。●一次元有機導体昨年度の研究を拡張して、ボソン化法にくりこみ群を援用し、格子内斥力U、最近接格子間斥力V_1、次近接格子間斥力V_2をもつ1/4充填一次元電子系の電子状態の研究を行なった。そして、基底状態の相図を決定し、それからの低エネルギー励起に関して様々な知見を得た。本研究中で、スピン励起にギャップを持つ状態が、V_1の大きさによらずU<2V_2で実現するを示した。この状態は従来の平均場近似による研究で得られていなかったものであり、本研究で完全に取り入れられている量子揺らぎが本質的な役割を果たすことによって実現した状態であると考えられる。

今年，我们对以下一维电子系统进行了研究，靶向碳纳米管和一维有机导体。 ●碳纳米管可通过施加与轴平行于半导体碳纳米管（具有一个山谷）的磁场来实现的两种类型的金属状态的电阻和光电导率，该磁场是使用近似互动的效果来计算的。结果，两个金属状态之间的电子 - 电子相互作用导致电阻的非整体温度依赖性，但其影响是一个山谷的状态更强。此外，关于光导率，在电子相互作用引起的低频区域和高频区域的两个金属状态都观察到了非全宽度频率依赖性，但是这种效应表明一个山谷状态更强。因此，发现电子交互的作用在存在山谷的单个金属状态下强烈表达。此外，使用紧密结合模型计算碳纳米管的振动器强度。然后，得出了几个通用关系，并获得了有用的方程式，以确定将电子或孔掺杂到碳纳米管中的量。 ●一维有机导体：从去年扩展研究，我们使用重新归一化组来研究具有液位内抑制u的季度填充一维电子系统的电子状态，最接近的位务间排斥v_1，以及最近的局部间抑制作用v_2。然后确定基态的相图，并获得有关此后低能激发的各种知识。在这项研究中，我们已经表明，在u <2v_2中，无论v_1的大小如何，旋转激发的状态都在u <2V_2处实现。在常规研究中使用平均场近似获得了这种状态，被认为是由量子波动的基本作用实现的状态，量子波动的基本作用已完全纳入本研究中。