Theory of Quantum Transport based on Spin and Orbital.

基于自旋和轨道的量子传输理论。

基本信息

  • 批准号:
    16340097
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 9.92万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
  • 财政年份:
    2004
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2004 至 2006
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

An electron has the internal degrees of freedom, spin・charge・orbital, which give rise to materials properties. The flow of charge of electrons is current, and electronics is based on the control of current. The electronics based on spin current is called spin-electronics. The dynamics of orbital is also expected in transition metal oxides.In this project, the theory of quantum transport starting with the dynamics of these internal degrees of freedom of an electron has been constructed.1.It is shown that the conversion between spin current and charge current can be obtained in a non-local spin Hall device together with an experimental group. Since the conversion is one of the Onsager reciprocal relations, it is a very basic concept in physics.2.In a device consisting of superconductor/ferromagnet/superconductor tunnel junctions, the Josephson current flowing between two superconductors has the extra phase, π. This is called the π-junction. We have proposed that a superconducting ring with π-junction may be used as a quantum computing device (qubit) without applied magnetic field.3.In several transition metal oxides such as Na_xCoO_2,we have shown that the orbital degeneracy causes an electronic lattice with is different from the crystal one. As a result, a variety of novel physical properties are expected. Based on the theory, we have formulated the anomalous Hall effect and giant thermopower observed in Na_xCoO_2.In this project, we have investigated various quantum transport phenomena starting with the internal degrees of freedom of an electron.
电子具有内部自由度,即自旋·电荷·轨道,这些自由度产生了材料特性。电子的电荷流动是电流,电子学是基于对电流的控制。基于自旋电流的电子学称为自旋电子学。在过渡金属氧化物中,轨道动力学也是人们所期待的,本项目从电子内部自由度的动力学出发,建立了量子输运理论:1.在非局域自旋霍尔器件中,可以实现自旋电流与电荷电流的转换,并建立了实验组。由于转换是Onsager倒易关系中的一种,所以它是物理学中一个非常基本的概念。2.在由超导体/铁磁体/超导体隧道结组成的器件中,流过两个超导体之间的约瑟夫森电流具有额外的相位π。这被称为π结。3.在几种过渡金属氧化物如Na_xCoO_2中,我们证明了轨道简并导致电子晶格不同于晶体晶格。因此,预期各种新颖的物理性质。在此基础上,我们建立了Na_xCoO_2中的反常霍尔效应和巨热电势。在本项目中,我们从电子的内部自由度出发,研究了各种量子输运现象。

项目成果

期刊论文数量(90)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Fermi surface splittings in multilayered high-Tc cuprates
多层高温铜酸盐中的费米表面分裂
  • DOI:
  • 发表时间:
    2006
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    M.Mori;T.Tohyama;S.Maekawa
  • 通讯作者:
    S.Maekawa
Physics of High-Temperature Superconductors
  • DOI:
    10.1007/978-3-642-84718-9
  • 发表时间:
    1992
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    S. Maekawa;M. Sato
  • 通讯作者:
    S. Maekawa;M. Sato
Superconducting π qubit with three Josephson junctions.
具有三个约瑟夫森结的超导 π 量子位。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2006
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    T.Yamashita;S.Takahashi;S.Maekawa
  • 通讯作者:
    S.Maekawa
Momentum Dependence of Charge Excitations in the Electron-Doped Superconductor Nd_<1.85>Ce_<0.15>CuO_4 : a Resonant Inelastic X-ray Scattering Study
电子掺杂超导体Nd_<1.85>Ce_<0.15>CuO_4中电荷激发的动量依赖性:共振非弹性X射线散射研究
  • DOI:
  • 发表时间:
    2005
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    K.Ishii K.Tsutsui;Y.Endoh;T.Tohyama;S.Maekawa;M.Hoesch;K.Kuzushita;M.Tsubota;T.Inami;et al.
  • 通讯作者:
    et al.
Electron-phonon coupling and spin-charge separation in one-dimensional Mott insulators
一维莫特绝缘体中的电子声子耦合和自旋电荷分离
  • DOI:
  • 发表时间:
    2006
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    H.Matsueda;T.Tohyama;S.Maekawa
  • 通讯作者:
    S.Maekawa
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Experiment of laminar-flow spin hydrodynamic generation effect
层流自旋水动力产生效应实验
  • DOI:
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    TAKAHASHI Ryo;HARII Kazuya;ONO Masao;CHUDO Hiroyuki;MATSUO Mamoru;MAEKAWA Sadamichi;SAITOH Eiji
  • 通讯作者:
    SAITOH Eiji
Spin-hydrodynamic Conversion Effect
自旋流体动力转换效应
  • DOI:
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    TAKAHASHI Ryo;HARII Kazuya;MATSUO Mamoru;MAEKAWA Sadamichi;SAITOH Eiji
  • 通讯作者:
    SAITOH Eiji

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Controlled electronic phases of transition metal oxides
过渡金属氧化物的受控电子相
  • 批准号:
    19204035
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 9.92万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
The Theory of Material Design for Transition Metal Oxides
过渡金属氧化物材料设计理论
  • 批准号:
    09440129
  • 财政年份:
    1997
  • 资助金额:
    $ 9.92万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B).
Anomalous Metalic State in Strongly Correlated Systems
强相关系统中的反常金属态
  • 批准号:
    07044078
  • 财政年份:
    1995
  • 资助金额:
    $ 9.92万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for international Scientific Research
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