2022 Fiscal Year Annual Research Report
Theoretical study on highly correlated quantum states and current fluctuations of interacting electrons in nanoscale and mesoscale systems
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18K03495
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| Research Institution | Osaka Metropolitan University |
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Principal Investigator |
小栗 章 大阪公立大学, 大学院理学研究科, 教授 (10204166)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 物性理論 / 量子ドット / 強相関電子系 / 非平衡状態 / 近藤効果 / フェルミ流体 / 電流ノイズ / ケルディシュ・グリーン関数 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本課題研究では、量子ドット系の輸送係数の低エネルギーにおける第二主要項に、局在電子間の三体的Fermi流体補正が寄与することを明らかにし、その詳細を幾つかの異なる側面から平行して系統的に調べてきた。
今年度は、第１点目として、軌道自由度のある量子ドット系において、量子ドットと電極間のトンネル結合およびバイアス電圧の非対称性が、種々の輸送係数の第二主要項の振舞いに与える影響を調べた。我々は、Ward恒等式を用いた厳密な公式を導出し、さらに数値くりこみ群を用いた計算を行った。その結果、SU(N)対称性を持つ量子ドット系では、電子正孔対称性を持たない近藤状態において、トンネル結合の非対称性と局在電子間の三体相関が強く結合し、印加バイアス電圧Vの3次に比例する応答電流に大きな影響を与えること等をN=4,6の場合に見出した。また、我々はSU(N)対称性を破る軌道分裂の影響を調べる研究を進行中であり、これらの成果について学会発表を行い、論文執筆を進めている。
第２点目として、量子ドット系に多数の常伝導金属電極と超伝導を接合した多端子系におけるCooper対と近藤シングレットの競合に関する問題に取り組んだ。特に、多端子系ではCooper対のトンネル効果および分裂や、Andreev散乱による非局所電気伝導が起こり、その振舞いは超伝導電極の接続強度、局在軌道の占有数、磁場などのパラメータに依存する。我々のこれらの広いパラメータ領域において数値計算を行い、磁場中においもCooper対による伝導が一電子トンネルの伝導より優位になり得ることを明らかにした。さらに、三角形に配列された三重量子ドット系を調べ、長岡強磁性による高スピン状態と超伝導の競合も出現し基底状態の占有電子数に依存して多彩の振舞いを示し、輸送係数の計算を進めている。これらの成果についても学会発表を行い、論文の掲載が決定している。
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[Presentation] 磁気コンダクタンスを用いた近藤温度の見積もりの実験データへの適用2022
Author(s)
阪野塁, 秦徳郎, 本山海司, 寺谷義道, 堤和彦, 荒川智紀, Meydi Ferrier, Richard Deblock, 江藤幹雄, 小林研介, 小栗章
Organizer
日本物理学会秋季大会 (2022.9 東京工業大学)
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[Presentation] Universal Scaling property of Linear Conductance through a Kondo Dot in Magnetic Field and its Application2022
Author(s)
Rui Sakano, Tokuro Hata, Kaiji Motoyama, Yochimichi Teratani, Tomonori Arakawa , Meydi Ferrier, Richard Deblock, Mikio Eto, Kensuke Kobayashi, and Akira Oguri
Organizer
29th International Conference on Low Temperature Physics (August, 2022, Sapporo)
Int'l Joint Research
