2017 Fiscal Year Research-status Report
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15K05118
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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) |
2015-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | ナノチューブ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、ナノチューブなどのメゾスコピック一次元物質において、量子伝導領域で起こる物理現象を明らかにすることを目的としている。この目的のため、電子の一粒子状態および電子相関効果を理論的手法により調べている。
量子伝導領域におけるナノチューブの電子状態を正確に理解するためには、一粒子状態の定量的な解析が欠かせない。これまでの研究により、ナノチューブの電子状態に対し、有限長ナノチューブの一粒子状態を明らかにし、微小ギャップやスピン軌道相互作用などの微細構造の効果を取り込んだ有効一次元格子模型を構築した。
本年度は、すでに構築した有効一次元格子模型をもとに、典型的な電子相関の一つである超伝導相関が、ナノチューブに近接した超伝導体により誘起される状況を解析的および数値的手法により調べた。同様の状況として、スピン軌道相互作用を有する半導体ナノワイヤを超伝導体に近接させた系が知られており、ナノワイヤ終端にマヨラナ粒子が出現すると期待されている。マヨラナ粒子の探求は、現在、国内外の実験グループにより精力的に行われている。一方、ナノチューブに関してはこれまであまり調べられてこなかった。ナノチューブはスピン軌道相互作用を有するため、半導体ナノワイヤと同様、マヨラナ粒子の舞台として適していると考えられる。我々は、半導体ナノチューブに着目し、有限磁場のもと端付近にマヨラナ粒子が現れることを示した。また、ナノチューブ表面の曲率効果と超伝導相関の共存によっても、トポロジカルな端状態が現れることを示した。
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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
前年度までの研究で明らかとなった一粒子状態に対する知見や有効一次元格子模型をもとに、典型的な電子相関効果の一つである超伝導相関の効果を調べ、メゾスコピック一次元系の示す電子相関効果の一つを明らかとした。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き超伝導相関に着目し、トポロジカル端状態の詳細を調べる。また、電子相関をより詳細に調べる事で、低エネルギーにおける電子相関効果の研究を解析的および数値的な手法により推進する。
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| Causes of Carryover |
研究遂行のための計算機関連機器等の物品購入費や旅費が当初計画より下回った事により次年度使用額が生じた。
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