2019 Fiscal Year Annual Research Report
Quantum entanglement phenomena in organic massless Dirac electron systems
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18K18739
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| Research Institution | Toho University |
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Principal Investigator |
田嶋 尚也 東邦大学, 理学部, 教授 (40316930)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西尾 豊 東邦大学, 理学部, 教授 (20172629)
森成 隆夫 京都大学, 人間・環境学研究科, 教授 (70314284)
須田 理行 分子科学研究所, 協奏分子システム研究センター, 助教 (80585159)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2020-03-31
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| Keywords | 有機ディラック電子系 / 量子エンタングルメント / ランダウ準位準位交差 / カイラル量子異常 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、a-(BEDT-TTF)2I3にキャリアを注入し、低温・磁場下においてゼーマン分裂とバレー分裂したランダウ準位の準位交差近傍に量子エンタングルメントを生成し、電気的・熱的性質から検出することを目的とする。以下が本年度の成果である。
・田嶋（研究代表者）：本研究では、ランダウ準位交差近傍で量子エンタングルメントの検出を電気的性質・熱的性質から試みた。しかし、量子エンタングルメントが関与したと思われる現象は得られたものの、それを決定つける結果は得られなかった。しかし、この研究を通して、予期せぬ発見があった。低温・静磁場下（ある磁場角度）で電流や電場を印加しなくても発生する巨大な起電力を検出した。この系はカイラル対称性が破れていることが示唆され、森成による理論結果でよく説明できる。なお、この成果は論文にまとめ、現在投稿中である。
・西尾（分担者）：量子ネルンスト効果現象を観測することに成功した。
・須田（分担者）：PEN基板の表面電荷の不均化を極力小さくしたデバイスを作製した。
・森成（分担者）：量子エンタングルメント効果を調べるうえで，スピン-軌道相互作用効果を取り入れてランダウ準位構造を調べる必要があった。この系では非自明な形で時間反転対称性と空間反転対称性が破れることを明らかにした。ディラック電子間の交換相互作用効果がこれらの対称性が破り、新奇なディラック半金属状態が実現するのである。さらに、層間の電子のホッピングがコヒーレントになる低温領域においては、3次元ディラック半金属状態が実現している可能性が示唆され、田嶋が発見した異常な磁場下起電力はこのモデルによる量子異常の物理と関連して理解できる。この成果については、論文にまとめ、現在投稿中である。
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Research Products
(11 results)
