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Development of numerical methods for nonequilibrium many-body states in quantum dot systems

Research Project

Project/Area Number 24540316
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Condensed matter physics I
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

KATO Takeo  東京大学, 物性研究所, 准教授 (80332956)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) SAKANO Rui  東京大学, 物性研究所, 助教 (00625022)
Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2014: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2013: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2012: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywordsメゾスコピック系・局在 / 近藤効果 / 量子コヒーレンス / 非平衡統計力学 / スピントロニクス / メゾスコピック系 / 物性理論 / 量子ドット / 半導体 / 非平衡輸送特性 / 電子相関
Outline of Final Research Achievements

We discussed time-dependent transport and effect of vertex corrections in quantum dot systems, which are described by an impurity Anderson model. This calculation provides a starting point of theoretical approach to understand photon-assisted transport in interacting electron systems, and gives a foundation for higher-order conserving approximations. We also studied dephasing phenomena in single-electron and single-photon generation, heat transport via a local two-state systems, and relation between spin diffusion length and spin localization length theoretically. Sakano Rui, who is a member of this project, studied multi-orbital Anderson models theoretically in the limit of high bias as well as in the low-temperature Fermi-liquid region.

Report

(4 results)
  • 2014 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2013 Research-status Report
  • 2012 Research-status Report
  • Research Products

    (47 results)

All 2015 2014 2013 2012 Other

All Journal Article (11 results) (of which Peer Reviewed: 10 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (31 results) (of which Invited: 4 results) Remarks (5 results)

  • [Journal Article] Effects of Coulomb interaction on photon-assisted current noise through a quantum dot2015

    • Author(s)
      T. J. Suzuki and T. Kato
    • Journal Title

      Phys. Rev. B

      Volume: 91 Issue: 16

    • DOI

      10.1103/physrevb.91.165302

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Exact Green’s function for a multiorbital Anderson impurity at high bias voltages2015

    • Author(s)
      A. Oguri and R. Sakano
    • Journal Title

      Phys. Rev. B

      Volume: 91 Issue: 11

    • DOI

      10.1103/physrevb.91.115429

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Dephasing in single-electron generation due to environmental noise probed by Hong-Ou-Mandel interferometry2014

    • Author(s)
      E. Iyoda, T. Kato, K. Koshino and T. Martin
    • Journal Title

      Phys. Rev. B

      Volume: 89 Issue: 20 Pages: 205318-205318

    • DOI

      10.1103/physrevb.89.205318

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] メゾスコピック系の物理―基礎から最近の話題まで―(第58回物性若手夏の学校:講義)2014

    • Author(s)
      加藤岳生
    • Journal Title

      物性研究・電子版

      Volume: 3

    • Related Report
      2013 Research-status Report
  • [Journal Article] Kondo-signature in heat transfer via local two-state system2013

    • Author(s)
      Keiji Saito and Takeo Kato
    • Journal Title

      Physical Review Letters

      Volume: 111 Issue: 21

    • DOI

      10.1103/physrevlett.111.214301

    • Related Report
      2013 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Exact interacting Green's function for the Anderson impurity at high bias voltages2013

    • Author(s)
      A. Oguri, and Rui Sakano
    • Journal Title

      Phys. Rev. B

      Volume: 87 Issue: 15

    • DOI

      10.1103/physrevb.88.155424

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  • [Journal Article] 1/(N-1) expansion approach to full counting statistics for the SU(N) Anderson model2013

    • Author(s)
      A. Oguri, and Rui Sakano
    • Journal Title

      Journal of the Korean Physical Society

      Volume: 63 Issue: 3 Pages: 423-427

    • DOI

      10.3938/jkps.63.423

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  • [Journal Article] Experimental verification of comparability between spin-orbit and spin-diffusion lengths2013

    • Author(s)
      Y. Niimi, D. H. Wei, H. Idzuchi. T. WaJcaaura, T. Kato, and Y. Otani
    • Journal Title

      Phys. Rev. Lett.

      Volume: 110 Issue: 1

    • DOI

      10.1103/physrevlett.110.016805

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      2012 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Full Counting Statistics for Orbital-Degenerate Impurity Anderson Model with Hund' s Rule Exchange Coupling2013

    • Author(s)
      R. Sakano, Y. Nishikawa, A. Oguri, A. C. Hewson, and S. Tarucha
    • Journal Title

      Phys. Rev. Lett

      Volume: 108 Issue: 26 Pages: 226401-226401

    • DOI

      10.1103/physrevlett.108.266401

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  • [Journal Article] Properties of a single photon generated by a solid-state emitter: Effects of pure dephasing2013

    • Author(s)
      E. Iyoda, et al.
    • Journal Title

      J. Phys. Soc. Jpn.

      Volume: 82 Issue: 1 Pages: 014301-014301

    • DOI

      10.7566/jpsj.82.014301

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      2012 Research-status Report
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  • [Journal Article] 量子ドットの近藤効果による非平衡電流の完全係数統計2012

    • Author(s)
      阪野塁,小栗章,小林研介
    • Journal Title

      固体物理

      Volume: 47 Pages: 475-485

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      2012 Research-status Report
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  • [Presentation] 量子ドット系における非平衡近藤効果と電流ゆらぎの理論研究2015

    • Author(s)
      阪野塁
    • Organizer
      日本物理学会第70回年次大会
    • Place of Presentation
      早稲田大学(東京都新宿区)
    • Year and Date
      2015-03-24
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      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 単一電子生成における位相緩和の効果2015

    • Author(s)
      伊與田英輝, 加藤岳生, 越野和樹, Thierry Martin
    • Organizer
      日本物理学会第70回年次大会
    • Place of Presentation
      早稲田大学(東京都新宿区)
    • Year and Date
      2015-03-22
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 多軌道量子ドットの近藤効果における軌道分裂の効果2015

    • Author(s)
      小栗章, 阪野塁, 吉井涼輔, Meydi Ferrier, 荒川智紀, 秦徳郎, 藤原亮, 小林研介
    • Organizer
      日本物理学会第70回年次大会
    • Place of Presentation
      早稲田大学(東京都新宿区)
    • Year and Date
      2015-03-22
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] ショット雑音を用いたカーボンナノチューブ量子ドットにおける近藤効果の研究2015

    • Author(s)
      荒川智紀, 秦徳郎, 藤原亮, 小林研介, Meydi Ferrier, Raphaelle Dalagrange, Richard Deblock, Helene Bouchiat, 阪野塁, 小栗章
    • Organizer
      日本物理学会第70回年次大会
    • Place of Presentation
      早稲田大学(東京都新宿区)
    • Year and Date
      2015-03-22
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] カーボンナノチューブ量子ドットにおけるショットノイズ測定2015

    • Author(s)
      藤原亮, 秦徳郎, 吉井涼輔, 荒川智紀, 小林研介, Meydi Ferrier, Raphaelle Dalagrange, Richard Deblock, Helene Bouchiat, 阪野塁, 小栗章
    • Organizer
      日本物理学会第70回年次大会
    • Place of Presentation
      早稲田大学(東京都新宿区)
    • Year and Date
      2015-03-22
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 近藤ドットの線形電流ノイズと電流の普遍性2014

    • Author(s)
      阪野塁, 小栗章, Meydi Ferrier, 荒川智紀, 秦徳郎, 藤原亮, 小林研介
    • Organizer
      日本物理学会2014年秋季大会
    • Place of Presentation
      中部大学(愛知県春日井市)
    • Year and Date
      2014-09-08
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] カーボンナノチューブ量子ドット系におけるSU(2)およびSU(4)近藤効果の観測2014

    • Author(s)
      秦徳郎, 荒川智紀, 藤原亮, 小林研介, Meydi Ferrier, Raphaelle Delagrange, Richard Deblock, Helene Bouchiat, 阪野塁, 小栗章
    • Organizer
      日本物理学会2014年秋季大会
    • Place of Presentation
      中部大学(愛知県春日井市)
    • Year and Date
      2014-09-08
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] SU(2)およびSU(4)近藤効果のスケーリングに関する実験的研究2014

    • Author(s)
      Meydi Ferrier, 荒川智紀, 秦徳郎, 藤原亮, 小林研介, Raphaelle Delagrange, Richard Deblock, Helene Bouchiat, 阪野塁, 小栗章
    • Organizer
      日本物理学会2014年秋季大会
    • Place of Presentation
      中部大学(愛知県春日井市)
    • Year and Date
      2014-09-08
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] SU(2)およびSU(4)近藤状態における非平衡電流ゆらぎ2014

    • Author(s)
      荒川智紀, 秦徳郎, 藤原亮, 小林研介, Meydi Ferrier, Raphaelle Delagrange, Richard Deblock, Helene Bouchiat, 阪野塁, 小栗章
    • Organizer
      日本物理学会2014年秋季大会
    • Place of Presentation
      中部大学(愛知県春日井市)
    • Year and Date
      2014-09-08
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 軌道縮退Anderson模型のGreen関数: 1/(N-1)展開, NRG, NCA, 高温極限厳密解による解析2014

    • Author(s)
      小栗章, 阪野塁
    • Organizer
      日本物理学会2014年秋季大会
    • Place of Presentation
      中部大学(愛知県春日井市)
    • Year and Date
      2014-09-08
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 二準位系を介した熱輸送における近藤効果2014

    • Author(s)
      加藤岳生,斎藤圭司
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      東海大学湘南キャンパス(神奈川県)
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      2013 Research-status Report
  • [Presentation] バイアスを印加された近藤量子ドットのスピンカレント揺らぎ2014

    • Author(s)
      阪野塁,小栗章
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      東海大学湘南キャンパス(神奈川県)
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      2013 Research-status Report
  • [Presentation] 振動外場下での量子ドットの動的輸送特性に与えるバーテックス補正の効果2013

    • Author(s)
      鈴木貴文,加藤岳生
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      徳島大学(徳島県)
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      2013 Research-status Report
  • [Presentation] S=1近藤ドットにおける電流のスピン・軌道チャンネル間相関2013

    • Author(s)
      阪野塁,小栗章,西川裕規,Alex C. Hewson
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      徳島大学(徳島県)
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      2013 Research-status Report
  • [Presentation] 近藤ドットによる電流中のエンタングルメント生成とベル型不等式2013

    • Author(s)
      阪野塁,小栗章,西川裕規,Alex C. Hewson,加藤岳生
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      徳島大学(徳島県)
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  • [Presentation] 空間自由度を持つ進化ゲーム理論における固定確率2013

    • Author(s)
      曽弘博,加藤岳生
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      徳島大学(徳島県)
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      2013 Research-status Report
  • [Presentation] Nonequilibrium current through correlated dot with orbital degeneracy2013

    • Author(s)
      Rui Sakano, Akira Oguri, Yunori Nishikawa, Alex C. Hewson
    • Organizer
      International Symposium on Nanoscale Transport and Technology
    • Place of Presentation
      NTT厚木R&Dセンター(神奈川県)
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  • [Presentation] Cross-correlation of Nonequilibrium Current through an Quantum Dot with a Hund's Rule Exchange Coupling2013

    • Author(s)
      Rui Sakano, Akira Oguri, Yunori Nishikawa, Alex C. Hewson
    • Organizer
      International Conference on Strongly Correlated Electron Systems
    • Place of Presentation
      東京大学本郷キャンパス(東京都)
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      2013 Research-status Report
  • [Presentation] Correlations functions of an Anderson impurity at high energies2013

    • Author(s)
      Akira Oguri, Rui Sakano
    • Organizer
      International Conference on Strongly Correlated Electron Systems
    • Place of Presentation
      東京大学本郷キャンパス(東京都)
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      2013 Research-status Report
  • [Presentation] 近藤状態にある量子ドット系での非平衡電流の揺らぎ2013

    • Author(s)
      阪野塁
    • Organizer
      物性研究所スパコン共同利用・CMSI合同研究界
    • Place of Presentation
      東京大学物性研究所(千葉県)
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      2013 Research-status Report
  • [Presentation] Dynamic response to AC fields in quantum dot systems2013

    • Author(s)
      Takafumi Suzuki, Rui Sakano, Takeo Kato
    • Organizer
      International Conference on Strongly Correlated Electron Systems
    • Place of Presentation
      東京大学本郷キャンパス(東京都)
    • Related Report
      2013 Research-status Report
  • [Presentation] Fermi-Edge Singularity in Single Electron Generation2013

    • Author(s)
      Takeo Kato
    • Organizer
      VietNam 2013, IXth Rencontres du Vietnam
    • Place of Presentation
      ベトナム・クイニョン
    • Related Report
      2013 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Kondo effect in heat transport via a two-state system2013

    • Author(s)
      Takeo Kato
    • Organizer
      International Symposium on Nanoscale Transport and Technology
    • Place of Presentation
      NTT厚木R&Dセンター(神奈川県)
    • Related Report
      2013 Research-status Report
  • [Presentation] Kondo signature in heat transport via a local two-state system2013

    • Author(s)
      Takeo Kato
    • Organizer
      Conference on Complex Nonlinear Systems: From Basic Science To Applications
    • Place of Presentation
      ウズベキスタン・サマルカンド
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      2013 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] メゾスコピック系の物理2013

    • Author(s)
      加藤岳生
    • Organizer
      第58回物性若手夏の学校:講義
    • Place of Presentation
      滋賀県高島市・白浜荘
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      2013 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 量子ドットから生成される単一電子に対するフェルミ端異常の影響

    • Author(s)
      伊與田英輝,加藤岳生
    • Organizer
      日本物理学会2012年秋季大会
    • Place of Presentation
      横浜国立大学
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      2012 Research-status Report
  • [Presentation] 軌道縮退Anderson模型に基づく完全計数統における電流保存と1/(N-1)展開

    • Author(s)
      小栗章,阪野塁
    • Organizer
      日本物理学会2012年秋季大会
    • Place of Presentation
      横浜国立大学
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      2012 Research-status Report
  • [Presentation] アンダーソン量子ドットの高バイアス極限でのクーロン斥力による電流揺らぎ

    • Author(s)
      阪野塁,小栗章
    • Organizer
      日本物理学会2012年秋季大会
    • Place of Presentation
      横浜国立大学
    • Related Report
      2012 Research-status Report
  • [Presentation] 周期的に変動するゲート電圧下での量子ドットの非平衡電流とショットノイズ

    • Author(s)
      鈴木貴文,加藤岳生,阪野塁
    • Organizer
      日本物理学会第68回年次大会
    • Place of Presentation
      広島大学
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      2012 Research-status Report
  • [Presentation] 異方的フント則結合のあるアンダーソン量子ドットの非平衡電流と普遍特性

    • Author(s)
      阪野塁,小栗章
    • Organizer
      日本物理学会第68回年次大会
    • Place of Presentation
      広島大学
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      2012 Research-status Report
  • [Presentation] アンダーソン量子ドットの高バイアス極限でのクーロン斥力による電流揺らぎ II

    • Author(s)
      小栗章,阪野塁
    • Organizer
      日本物理学会第68回年次大会
    • Place of Presentation
      広島大学
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      2012 Research-status Report
  • [Remarks] 物性研究所加藤研究室(公式ページ)

    • URL

      http://www.issp.u-tokyo.ac.jp/maincontents/organization/labs/kato_group.html

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  • [Remarks] 物性研究所加藤研究室(研究室で管理しているページ)

    • URL

      http://kato.issp.u-tokyo.ac.jp/

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      2014 Annual Research Report
  • [Remarks] 加藤研究室|東京大学物性研究所

    • URL

      http://kato.issp.u-tokyo.ac.jp/

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      2013 Research-status Report
  • [Remarks] 加藤研究室

    • URL

      http://www.issp.u-tokyo.ac.jp/maincontents/organization/labs/kato_group.html

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      2012 Research-status Report
  • [Remarks] 加藤研究室

    • URL

      http://kato.issp.u-tokyo.ac.jp/

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      2012 Research-status Report

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Published: 2013-05-31   Modified: 2020-05-15  

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