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2019 Fiscal Year Annual Research Report

Mesoscopic one-dimentional electron correlation(Fostering Joint International Research)

Research Project

Project/Area Number 15KK0147
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

泉田 渉  東北大学, 理学研究科, 助教 (20372287)

Project Period (FY) 2016 – 2019
Keywordsナノチューブ
Outline of Annual Research Achievements

カーボンナノチューブに代表されるメゾスコピック一次元物質における物理現象を明らかにすることが本研究の目的である。このため、電子系の一粒子状態および電子相関効果を理論的手法により研究する。本課題では、国際的に活躍している理論および実験研究グループとの共同研究により、基課題に比べてより多角的な観点から理論を構築することを目指している。
これまでの研究により、ナノチューブの電子状態に対して、量子伝導領域で重要となる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明らかにした。さらに、それら効果を取り込んだ有効一次元格子模型を構築した。これらの知見をもとに系の多彩な物理現象を調べてきた。
ブダペスト工科経済大学(ハンガリー)のモカ氏、ザーランド氏らと、カーボンナノチューブの電子相関に関して密度行列繰り込み群を用いた数値解析に関する共同研究を行い、特に、トポロジカルな端状態における電子相関の結果、左右の端付近に局在したスピン間に働く相互作用がナノチューブの長さによって強磁性的もしくは反強磁性的となることを明らかとした。
さらに、レーゲンスブルグ大学(ドイツ)のグリフォニ氏らと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に着目して過年度から継続して研究を行い、ナノチューブ表面曲率により誘起されるスピン軌道相互作用によるヘリカル状態が存在する状況において、端付近にマヨラナ粒子が現れることとその詳細を数値的及び解析的手法により示した。

  • Research Products

    (9 results)

All 2019 2017

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Int'l Joint Research] レーゲンスブルグ大学(ドイツ)2017

    • Year and Date
      2017-04-01 – 2017-09-08 | 2018-02-182018-03-12 | 2018-05-072018-06-27
    • Country Name
      GERMANY
    • Counterpart Institution
      レーゲンスブルグ大学
    • Co-investigator Overseas
      Milena Grifoni
    • Department
      Inst. Theor. Phys.
    • Job Title
      Professor
  • [Journal Article] Transverse profile and three-dimensional spin canting of a Majorana state in carbon nanotubes2019

    • Author(s)
      Milz Lars, Izumida Wataru, Grifoni Milena, Marganska Magdalena
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 100 Pages: 155417-1-13

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.100.155417

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Nanorotor driven by spin injection2019

    • Author(s)
      W. Izumida, R. Okuyama, K. Sato, M. Matsuo, T. Kato
    • Organizer
      International Symposium on Hybrid Quantum Systems 2019
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Analytic Expression for Topological Number in Single-Wall Carbon Nanotube2019

    • Author(s)
      Rin Okuyama, Wataru Izumida, Mikio Eto
    • Organizer
      APPC 2019 14TH ASIA-PACIFIC PHYSICS CONFERENCE
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Topologically Protected Giant End Spins in Carbon Nanotubes2019

    • Author(s)
      Gergely Zarand, Pascu Moca, Wataru Izumida, Balazs Dora, Ors Legeza
    • Organizer
      DPG Fall Meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] カーボンナノチューブにおけるトポロジカルな特性の研究2019

    • Author(s)
      御代田 宗佑, 田中 翼汰, 田中 惣基, 泉田 渉, 羽田野 剛司
    • Organizer
      第62回日本大学工学部学術研究報告会
  • [Presentation] カーボンナノチューブにおけるバリスティック伝導特性2019

    • Author(s)
      安中 大樹, 小綿 新, 秋葉 圭一郎, 長瀬 勝美, 平山 祥郎, 泉田 渉, 羽田野 剛司
    • Organizer
      第62回日本大学工学部学術研究報告会
  • [Presentation] カーボンナノチューブ FET における弾道輸送的伝導特性2019

    • Author(s)
      安中 大樹, 小綿 新, 泉田 渉, 長瀬 勝美, 平山 祥郎, 秋葉 圭一郎, 羽田野 剛司
    • Organizer
      2019年(令和元年)応用物理学会東北支部 第 74 回学術講演会
  • [Presentation] カーボンナノチューブにおけるトポロジカルな性質の研究2019

    • Author(s)
      御代田 宗佑, 田中 翼汰, 田中 惣基, 泉田 渉, 羽田野 剛司
    • Organizer
      2019年(令和元年)応用物理学会東北支部 第 74 回学術講演会

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Published: 2021-01-27  

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