低次元相関電子系の電気伝導性の研究

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強磁場中の2次元電子系は強相関系の極限に位置し、様々な非摂動論的現象が発見されている。強相関現象の魅力を最大限に引き出すものとして、層の自由度を導入した二層系量子ホール系の研究を行ってきた。占有率が1/2の状態では一層系では分数量子ホール効果は生じない。そこでは複合フェルミオンが実効的に無磁場となり、フェルミ液体状態が実現されると信じられている。一方、二層系では観測された分数量子ホール状態に関しては様々な理論的提言がなされているが実験的に調べられた相図や活性化エネルギーの振る舞いに対する矛盾は理解されないままであった。本研究員は数値シュミレーションの方法を適用し層間間隔やトンネリング率の変化のもとで基底状態がどのように変化するかを調べ、そこから得られた知見に基づきひとつのシナリオを提案した。そこでは基底状態が連続的に転移するのに対し素励起状態である準正孔状態は不連続に転移する。これは活性化エネルギーのトンネリング率の変化に伴う上向きカスプを説明する。全占有率が整数で異なったランダウ次数の状態がエネルギー的に交錯する系ではイジング的な強磁性状態が実現することが知られている。このような系で最近、輸送係数のヒステリシスや異方的輸送現象が観測されている。本研究員は数値的シュミレーションとハートリー・フォック理論を用いて有限の相間隔では二つのストライプ状態が可能なことを明らかにした。以上の結果に関して現在、投稿準備中である。