Nonlinear nonequilibrium transport in mesoscopic systems

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H00656
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Medium-sized Section 13:Condensed matter physics and related fields
• Research Institution: The University of Tokyo (2021-2022); Osaka University (2019-2020)
• Principal Investigator: Kobayashi Kensuke 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (10302803)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: メゾスコピック系 / 非平衡 / ゆらぎ / 量子計測 / 量子輸送 / 近藤効果 / ダイヤモンドNVセンタ / スピントロニクス

Outline of Final Research Achievements

Non-equilibrium is a state where flow or change occurs. Even in modern physics, fully understanding and controlling non-equilibrium remains a challenge. In this study, we aimed to precisely measure and understand non-equilibrium by conducting experiments using nano-sized electronic circuits. In particular, we investigated the non-equilibrium Kondo effect and tunneling effect and successfully understood them. Furthermore, as a new method to explore non-equilibrium, we developed a quantum sensing technique using diamond nitrogen-vacancy centers. We succeeded in quantitative visualization of magnetic field and temperature.

Free Research Field

mesoscopic physics

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

私たちの身の回りは非平衡に満ちあふれています。化学反応、光と物質の反応、そして私たち自身（つまり生命現象）も非平衡です。非平衡を理解し上手に制御することは学術的に大きな意義を持つと同時に、新しいテクノロジーや省エネルギー技術につながる可能性を持ちます。本研究の一部では非平衡を研究するために量子センシングを用いた新しい試みも行いました。得られた成果をさらに大きく発展させ、量子技術の新展開につなげていきます。