凝縮系における電子ダイナミックスの制御理論

凝聚态电子动力学控制理论

• 批准号: 14077216
• 负责人: 萱沼 洋輔
• 金额: $ 8.19万
• 依托单位: Osaka Prefecture University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14077216/
• 关键词: 半導体ドレストバンド; バンドギャップ変調; Floquet理論; 非断熱制御; Landau-Zener遷移; circuit QED; 量子ビット; オージェ誘起脱離; 動的局在; 量子ドット; ヤーンテラー効果; 非断熱効果; 励起子ダイナミックス; 自己束縛状態; X線2次発光; 準位交差非断熱遷移; 位相緩和; ランダウ・ゼナー公式; X線非線形分光; X線共鳴誘導ラマン過程

(1)振動外場で変調された半導体ドレストバンド理論非共鳴(赤外)の強いレーザー場中におかれたGaAsなどの半導体のバンドギャップ近傍の光学的性質が大きく変調を受けるという現象が報告されている。これはキャリアの実励起を伴わないコヒーレント現象である。われわれは、この現象を光(振動電場)と強く混合した半導体エンルギーバンドの形成によるものと考え、ドレストバンド(dressed band)の概念に到達、そのバンド理論を構築した。電子状態に対する強結合近似(LCAO)の範囲でFloquet理論とBloch理論の融合により、ドレストバンド計算とその光学応答計算の定式化に成功した。理論計算によるバンドギャップ近傍での透過率変化は、定量的にもよく実験結果を再現した(論文投稿中)。(2)Circuit QEDにおけるqubit操作われわれは、量子コンピュータなどの将来の量子情報処理装置の基本単位qubitを駆動する方法として、急峻なパルスを必要としないLandau-Zener型非断熱過程と、位相制御を用いる方法を提案している。一方、超伝導ジョセフソンqubitの操作方法としてLC回路との結合を用いる提案がありcavity QED中の2準位系をマクロなオーダーで実現する方法(ciecuit QED)として注目を集めている。われわれはcircuit QED中のqubitの非断熱操作の理論的研究を行った。とくに少数のフォトン場と対角および非対角結合をした2準位系のLandau-Zener遷移について、遷移確率の解析的公式を発見し数値計算との比較を行った。(3)内殻のオージェ崩壊が誘起する原子脱離ダイナミックス結晶表面の構成原子や吸着原子がX線照射により脱離する現象を、内殻正孔のオージェ崩壊により出現した2正孔状態に起因するものと考え、2正孔・1原子の3体の運動が絡み合った量子ダイナミックスの解析を行った。積分方程式による定式化を行い、脱離収量の評価を行った結果、2正孔間のクーロン斥力による2正孔束縛状態の果たす役割の重要性を指摘した。

(1)In the vibration field, the semiconductor material is modulated, and the theoretical non-resonance (infrared) and the strong resonance (infrared) are observed. In the vibration field, the semiconductor material is modulated, and the optical properties near the GaAs material are reported. This is a very interesting phenomenon. The phenomenon of light (vibration electric field) and strong mixing in the formation of semiconductor particles is studied and the concept of "dressed band" is constructed. The strong association approximation (LCAO) of electron states is successfully formulated by merging Floquet theory with Bloch theory. Theoretical calculation of the near field transmittance change, quantitative analysis of the results reproduced (paper submission) (2)Circuit QED for qubit operation is proposed for quantum information processing devices in the future. A method of operation of a single, super-conductor solution qubit and a method of combining LC loops and applications are proposed to realize the two-level system in a cavity QED. A theoretical study of the non-thermal operation of the qubit in the circuit QED was carried out. The analytical formulas for Landau-Zener migration and mobility in a 2-level system are presented for numerical calculations and comparisons. (3)The analysis of the phenomenon of atomic detachment induced by the collapse of the inner shell and the phenomenon of atomic absorption induced by X-ray irradiation, and the phenomenon of atomic absorption induced by X-ray irradiation. The integral equation is formulated, the separation quantity is evaluated, the repulsion force between the two positive holes is evaluated, and the importance of the separation is evaluated.

项目成果

Time-Evolution of a Two-Hole State in the Auger Induced Desorption

俄歇诱导解吸中两孔态的时间演化

• 发表时间: 2005
• 期刊: Phys.Rev.B 72.20
• 作者: A.Yasui;T.Uozumi;Y.Kayanuma
• 通讯作者: Y.Kayanuma

Spontaneous Symmetry breaking under core excitation in graphite

石墨核激发下的自发对称破缺

• 发表时间: 2004
• 期刊: Phys.Rev.Lett. 93,1
• 作者: Y.Kayanuma;S.Tanaka;Y.Harada et al.
• 通讯作者: Y.Harada et al.

K.Saito, Y.Kayanuma: "Nonadiabatic Transition Probabilities in the Presence of Strong Dissipation at Avoided Level Crossing Point"Physical Review A. 65,3. 33407 (2002)

K.Saito，Y.Kayanuma：“在避免的水平交叉点存在强耗散的情况下的非绝热转变概率”物理评论 A. 65,3。

Dynamics in Resonant X-ray Emission of Core Exciton State : Competition between the Electron Itinerancy and the Lattice Relaxation

核心激子态共振X射线发射动力学:电子行程与晶格弛豫之间的竞争

• 发表时间: 2005
• 期刊: Phys.Rev.B 71, 2
• 作者: S.Tanaka;Y.Kayanuma
• 通讯作者: Y.Kayanuma

Nonadiabatic Electron Manipulation in a Quantum-dot Array and Related Transport Phenomena

量子点阵列中的非绝热电子操纵及相关传输现象

• 发表时间: 2005
• 期刊: Journal of Physical Society of Japan 74・supplement
• 作者: H.Kobayashi;A.Ochiai;et. al.;K. Saito
• 通讯作者: K. Saito