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

• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-26400307/
• 关键词: 量子ポイントコンタクト; 量子揺らぎ; 電子相関; 数値繰り込み群法; 核スピン; 分数量子ホール系; 光学フォノン; 2重及び3重量子井戸; 超微細相互作用

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。

The influence of electron quantum interaction (electron correlation) on electrical conductivity in low-dimensional systems is theoretically and practically regulated. (1)The quantum interaction between quantum particles and electron correlation is discussed in detail. 2-fold and 3-fold quantum coupling is confirmed at 1.5K. Detailed results of electron correlation are required for determination of refrigeration applications below 100mK. (2)Low dimensional electron correlation analysis, numerical value calculation, numerical value calculation, numerical value calculation The theory of electron correlation and so on is adopted in this paper. The theory of electron correlation and so on is adopted in this paper. The angle of motion is determined by the angle of motion. For example, the expression of a specific word in a regular way is applicable to a specific word in a regular way. (3)2 The weight of the well structure is combined with the quantum system, and the dispersion coefficient of the core is different. The effect of the dispersion of these different components is to use the fractional quantum system and the interaction between them. (4)3 The weight of the quantum well structure can be adjusted by using the three-fold quantum well structure to realize the electric conduction characteristics. As a result, the ferromagnetic state and the single-term state are controlled by electron correlation. (5)The electrical conductivity of the two-dimensional electron wave is maintained in the case of absorption and optical absorption. The above mentioned research papers, 2 theses, 7 international academic papers and 3 domestic academic papers were published.

项目成果

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

• 发表时间: 2015
• 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

• 发表时间: 2015
• 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

• 发表时间: 2015
• 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

• 发表时间: 2015
• 作者: T. Hatano;K. Akiba;S. Watanabe;K. Nagase;Y. Hirayama
• 通讯作者: Y. Hirayama

Valley coupling in finite-length metallic single-wall carbon nanotubes

有限长度金属单壁碳纳米管中的谷耦合

• DOI: 10.1103/physrevb.91.235442
• 发表时间: 2015
• 期刊: Physical Review B
• 影响因子: 3.7
• 作者: W. Izumida;R. Okuyama;R. Saito
• 通讯作者: R. Saito