低次元量子流体を用いた強相関量子デバイスの理論的研究

使用低维量子流体的强相关量子器件的理论研究

• 批准号: 12046234
• 负责人: 草部 浩一
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: Niigata University
• 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: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12046234/
• 关键词: 超伝導接合; 低次元電子系; ラッティンジャー流体; ハバード模型; 量子ドット; 異方的超伝導体; ゼロエネルギー状態; 量子デバイス; 超伝導接合系; 朝永・ラッティンジャー流体; 境界場

量子細線や量子ドットなどを用いて電子の運動を1次元や0次元といった制限された空間におくと、電子間斥力の効果により幾つかの特徴的な量子状態を生じることが知られている。この低次元系を常伝導体や超伝導体と接合させ、接合が生じる動的外場の中におくと、系は特異な伝導を示す。本研究では、強電場下にある1次元系や超伝導体/低次元電子系接合系の伝導特性を解析的方法や数値的方法を用いて調べ、幾つかの低次元電子系を利用した量子デバイスの提案を行なった。本年度の実績は以下の通りである。1.低次元電子系/超伝導体接合系の理論を展開し、以下の内容を明らかにした。(1)ラッティンジャー流体/異方的超伝導体接合系のジョセフソン効果をボゾン化法を用いて解析し、p波超伝導体接合において生じるゼロエネルギー状態により低温での振る舞いがs波接合とは異なる接合系を考案できることを明らかにした。(2)電荷ギャップのある1次元電子系と異方的超伝導体接合系のジョセフソン効果を、ルーサー・エメリーの固定点ハミルトニアンを用いて論じ、電荷ギャップの効果が電流の温度依存性に現れることを示した。(3)量子ドット/超伝導体接合系におけるジョセフソン効果を量子モンテカルロ法を用いて解析する方法論を開発した。この方法を用いて、クーロンブロッケイドが生じている場合に接合がπ接合になることを明らかにし、系のジョセフソン電流の温度依存性を求めた。2.複素ゲージ場の導入が強電場下にある低次元系の有効理論を与えるという前提で非エルミートなハバード模型を調べ、相互作用と乱れの効果の競合が複素固有値分布の変化に現れることを議論した。

Quantum fine wire quantum wire quantum The low-dimensional system is usually connected to the conductor, and the junction is connected to the external field, and the system is connected to the conductor. In this paper, we propose a method for analyzing the conduction characteristics of the junction system of the first dimensional system, the superconductor and the low dimensional electron system under strong electric field, and a numerical method for utilizing the quantum conductivity of the low dimensional electron system. The results for the year are as follows: 1. The theory of low-dimensional electron system/superconductor junction system is developed, and the following contents are clearly stated. (1)A new method for solving the problem of fluid/anisotropic superconductor bonding system is proposed. The method is used to analyze the problem of p-wave superconductor bonding. (2)The first dimensional electron system and the second dimensional superconductor junction system are discussed in detail. (3)Development of a methodology for the analysis of quantum semiconductor bonding systems This method is used to determine the temperature dependence of the current in the junction. 2. The introduction of complex elements under strong electric field, the existence of low dimensional systems, the premise of non-complex elements, the adjustment of complex elements, the interaction of complex elements and the effect of complex elements, the discussion of complex elements and the distribution of complex elements.

项目成果

Takashi Hirai: "Josephson effect in spin-or charge-gapped one-dimensional systems"Journal of Physics and Chemistry of Solid. 62. 257-260 (2001)

Takashi Hirai：“自旋或电荷间隙一维系统中的约瑟夫森效应”固体物理与化学杂志。

Takashi Hirai: "Doping effects on Josephson current in Mott's insulator/anisotropic superconductor junctions"Physica C. 352. 167-172 (2001)

Takashi Hirai：“莫特绝缘体/各向异性超导结中约瑟夫森电流的掺杂效应”Physica C. 352. 167-172 (2001)

Koichi Kusakabe: "A theoretical study of a π-junction realized in a quantum dot array"Physica C. (in press).

Koichi Kusakabe：“在量子点阵列中实现的 π 结的理论研究”Physica C.（出版中）。

Takashi Hirai et al.: "Josephson effect in unconventional superconductor / Luttinger liquid / unconventional superconductor junctions"Physica.C.. 336巻. 107-122 (2000)

Takashi Hirai 等人：“非常规超导体/Luttinger 液体/非常规超导体结中的约瑟夫森效应”Physica.C.. 336. 107-122 (2000)

Takashi Hirai: "Josephson effect in unconventional superconductor/Luttinger liquid/unconventional superconductor junctions"Physica.C. 336. 107-122 (2000)

Takashi Hirai：“非常规超导体/Luttinger液体/非常规超导体结中的约瑟夫森效应”Physica.C.