| Research Abstract |
カーボンナノチューブは,通常の量子細線とはトポロジカルに異なっており,さらにグラフェン上で電子が自由電子とは異なった運動をするために,興味深い性質を示す.この特徴は,グラフェンを連続体とみなし,有効質量近似で扱うことにより,はっきりする.すなわち,ナノチューブ上の電子の運動はニュートリノに対する2行2列のWey1の方程式で記述される.ただし,円筒を一周したときに波動関数に余分の位相がつく.この位相はナノチューブの螺旋構造により決まり,ナノチューブが金属になるか半導体になるのかが決まる.この研究では,カーボンナノチューブや新しいナノチューブ物質の興味深い特異な伝導現象と光応答を理論的に解明し予言することを目的とする.
本研究で理論的に明らかにしたい問題は,(1)金属的なナノチューブに存在する完全透過チャネルの及ぼす効果,(2)多層ナノチューブの層間相互作用の効果,(3)ナノチューブ先端の電子状態特にトポロジカル欠陥に伴う局在状態,(4)バンド構造に対する多体効果と光スペクトルに対する励起子効果,である.本年度はこれらの問題の中で,特に(2)と(4)について,以下のような成果を得た.
(2)多層ナノチューブの層間相互作用の効果に関しては,電子間相互作用と励起子相互作用の層間の遮蔽効果を考慮した励起子準位と光吸収スペクトルの計算を行い,途中結果を国際会議等で発表した.現在,論文にまとめるとともに,垂直偏光への拡張を行っている.(4)半導体ナノチューブの垂直偏光に対する伝導体・価電子帯の非対称性の効果とファミリー効果を考察し,特に非対称性により禁止されている非発光性励起子を活性化させること,ファミリー効果はバンド間で相殺するために重要ではないことを示した.
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