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

• 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

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。

In our public offering research conducted in 2010, we demonstrated the existence of "electron molecules" in the analysis of multibody states of quantum molecules in strong magnetic fields. Atomic motion in a strong magnetic field is equivalent to the zero-point vibration of quantum mechanics. The development of electron correlation is governed by the principle of freedom, and the evolution of electron molecules is governed by the principle of freedom. Special, freedom of movement, resistance, resistance This year, Maksym et al. published a full paper on quantum physics in magnetic fields. In the classical case, molecular dynamics calculation is carried out, and the existence of long-distance crystal order at finite temperature and hexagonal phase is demonstrated. A method for predicting the numerical value of a finite system is presented. The method for calculating the numerical value of a finite system is described in detail. The future topics of interest are: the magic number of particles, the correlation of fractional quantum particles, and the degree of freedom of particles.

项目成果

武藤覚: "Persistence of vibrational modes in a classical two-dimensional electron liquid"Journal of Physics: Condensed Matter. 12巻(出版予定). (2000)

Satoru Muto：“经典二维电子液体中振动模式的持久性”《物理学杂志：凝聚态物质》第 12 卷（待出版）。

P.A. Maksym: "Molecular aspects of electron correlation in quantum dots"Journal of Physics: Condensed Matter. (出版予定).

P.A. Maksym：“量子点中电子关联的分子方面”物理学杂志：凝聚态物质（待出版）。

青木秀夫: "Spin states and transport in correlated electron systems"Proceedings Int. Workshop "Interactions and Quantum Transport Properties of Lower Dimensional systems". (出版予定).

Hideo Aoki：“相关电子系统中的自旋态和传输”论文集国际研讨会“低维系统的相互作用和量子传输特性”（待出版）。

武藤覚: "Molecular dynamics study of classical two-dimensional electron system-positional and orientational orders"Proceedings 13th Int. Conf. Electronic Properties of 2D systems; Physica E. (出版予定).

Satoru Muto：“经典二维电子系统的分子动力学研究 - 位置和取向顺序”，第 13 届国际会议电子特性 2D 系统（待出版）。

武藤覚: "Crystallization of a classical two-dimensional electron system-positional and orientational orders"Physical Review B. 59巻. 14911-14914 (1999)

Satoru Muto：“经典二维电子系统的结晶 - 位置和取向顺序”物理评论 B. 59. 14911-14914 (1999)