| Project/Area Number |
21K03414
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 13020:Semiconductors, optical properties of condensed matter and atomic physics-related
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
泉田 渉 東北大学, 理学研究科, 助教 (20372287)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2025: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2024: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2022: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | ナノチューブ / スピン |
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| Outline of Research at the Start |
カーボンナノチューブは、スピンを用いた量子素子材料としても注目されている。しかしその量子物性には未解明の点が多い。
これまでの研究により、スピン軌道相互作用やトポロジカルな性質が明らかとなった。本研究では、これら従来見過ごされていた効果に着目し、未解明現象および未知の物性を明らかにすることを目的とする。
このために、電子相関まで考慮してナノチューブにおける電子スピン状態を調べる。
さらに、スピンとの相互作用によるナノチューブのナノ機械としての機能を明らかとするための理論研究を推進する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
カーボンナノチューブはスピンを用いた量子素子材料としても重要な物質として注目されている。この観点から、ナノチューブにおけるスピン状態を明らかにすることは重要な課題である。本研究では、ナノチューブの電子スピン状態を調べ、さらに電子スピンの相互作用を調べることで、ナノチューブの電子スピンに関する量子物性、および、機械素子としての機能を明らかとするための理論研究を推進する。すなわち、カーボンナノチューブをスピンの観点から研究することで、スピンが引き起こす物性現象の探求及びおよびスピン素子としての性質を明らかにすることを目的とする。
ナノチューブ表面の曲率がスピン軌道相互作用を誘起することは先行研究により明らかとなっていた。昨年度に引き続き、この効果を従来の理論とは異なる観点から理論的に考察した。これにより、曲率、結晶構造とスピン軌道相互作用に関する理解を深めることができた。また、電子スピンとナノチューブの機械運動との相互作用による角運動量交換に関するミクロスコピック理論により、電子スピンによって駆動するナノチューブモータの可能性を示した。ここで展開された理論は、ナノチューブに限らず様々な物質に一般化できるため、物質と電子スピンとの相互作用と角運動量の交換機構に関してミクロスコピックな理解へと繋がる理論構築への展開が期待できる。
適宜、研究討論、研究打ち合わせ、研究成果発表を行うことにより、遂行中の研究の問題点を明らかにして検討を行うことにより、効果的に研究を遂行できた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の研究計画に沿って研究が進捗しているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の研究計画に沿って今後も研究を進めていく。
また、研究討論、研究打ち合わせ、成果発表のための旅行も実施することで、より効率的に研究を進めることを計画している。
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Report
(2 results)
Research Products
(11 results)
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[Journal Article] Einstein-de Haas Nanorotor2022
Author(s)
W. Izumida, R. Okuyama, K. Sato, T. Kato, M. Matsuo
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Journal Title
Physical Review Letters
Volume: 128
Issue: 1
Pages: 017701-017701
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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