2007 Fiscal Year Annual Research Report
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18540311
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
吉岡 大二郎 The University of Tokyo, 大学院・総合文化研究科, 教授 (30114713)
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| Keywords | 量子ホール効果 / 強磁場 / 二次元電子系 |
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| Research Abstract |
本研究の目的はランダウ準位占有率が1の二層系で典型的に生じていると考えられる,双極型電子相関の様子を明らかにし,そのほかの状況での双極型電子相関を見出し,出現条件を明らかにして行くことであった.二層系については,相関距離を変化させたときに,面内の双極子相関が面間の双極子相関に連続的に移り変わることをDMRGを用いた数値計算により明らかにしたが,現在この過程を現象論的に記述する研究を継続中であり,実験が示唆する1次相転移の可能性も取り込む理論を構築中である.研究期間中には完成しなかったが,早急に論文にまとめる予定である.さて,二層系で双極型相関が期待できるのは占有率が1の場合に限らない.二層で,ランダウ準位が異なる場合には,波動関数の違いにより,層間の双極子相関が強め合う場合があることを見出した.この状態は電荷密度波状態とも競合するので,現在,その実現条件について,平均場近似を用いて解析中である.この異なるランダウ準位間の双極子相関はこれまで考えられてない,新しい相関であり,新たな量子状態の提案として,物性物理学の進歩に対し大きな貢献をするものと考える.以上は通常の2次元電子系について行ってきた研究成果であるが,最近grapheneにおける2次元電子系がそのスペクトルの特異性により注目を集めている.ここでも,双極型の電子相関が現れることが期待できるので,その準備として,強磁場中での正電荷(不純物)と電子の束縛状態研究を行った.grapheneのスペクトルは無磁場の場合には正電荷と電子の束縛状態は形成されない.一方,磁場中では束縛状態は可能となるが,無磁場での状況を反映して,波動関数は通常の2次元系とは原点付近の様子が大きく異なることを明らかにした.この成果は国際シンポジウムで発表し,現在論文を執筆中である.
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