2009 Fiscal Year Annual Research Report
量子ポンピングによるゼロバイアス伝導特性の理論解明とその応用
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19560001
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
矢久保 考介 Hokkaido University, 大学院・工学研究科, 教授 (40200480)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中山 恒義 (財)豊田中央研究所, フェロー (80002236)
島 弘幸 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教 (40312392)
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| Keywords | 量子ポンピング / スピン流 / スピントロニクス / 光支援トンネリング / 転送行列法 / 非断熱プロセス |
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| Research Abstract |
本研究では、量子ポンピングに伴う効率的な純粋スピン流(低ノイズの大スピン流)を得るための条件を明らかにし、これを実現するシステムを理論的にデザインすることを目的としている。また、量子ポンピングに対する断熱理論の適用限界、すなわち開放系における断熱条件を明らかにし、断熱的量子ポンピングと非断熱ポンピングの質的な差異を明確にする。これまでの研究では、光支援トンネリングの研究において我々が開発したFloquet散乱を取り入れた転送行列法を拡張することで、エネルギー非保存系に対する転送行列法を拡張した。また、2次元電子系における量子ポンピングによる電流パターンの計算も行った。さらに、垂直磁場が印加された2次元電子系において軌道波動関数のランダウ量子化とスピンに対する異常ゼーマン効果の両方を考慮し、純粋スピン流の大きさと系の不純物散乱との関係を調べた。本年度は、伝導性高分子鎖におけるスピンポンピングの実現に向けた研究を行った。特に、現実の系における1次元伝導を考える際に重要となる局在の効果を明らかにした。スケーリング理論によると、1次元系では僅かな不規則性が系に導入された場合でも波動関数は空間的に局在することが知られている。しかしながら、最近の研究によると、長距離相関をもった不規則ポテンシャルの場合、乱れの強さや電子エネルギーによっては、非局在状態が存在しうることが示唆されている。1次元系における非局在状態の存在は、伝導性高分子鎖のスピンポンピング効率を高める可能性があるため、そのような量子状態の性質を解明することは極めて重要である。本研究では、大規模数値計算を行うことによって、局在状態から非局在状態への変化が転移ではなくクロスオーバーであることを明らかにした。
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[Presentation] Electronic and optical properties of one-dimensional C60 polymer with positive and negative Gaussian curvatures : a new quantum system2009
Author(s)
J.Onoe, T.Ito, H.Shima, Y.Toda, H.Yoshioka, S.Kimura
Organizer
20th European Conference on Diamond, Diamond-Like Materials, Carbon Nanotubes, and Nitrides
Place of Presentation
Athens Ledra Marriott Hotel, Athens, Greece
Year and Date
20090906-20090910
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