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2012 Fiscal Year Annual Research Report

量子的非平衡電気伝導を多体散乱問題として解く

Research Project

Project/Area Number 22340110
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

羽田野 直道  東京大学, 生産技術研究所, 准教授 (70251402)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 中村 統太  芝浦工業大学, 工学部, 教授 (50280871)
Project Period (FY) 2010-04-01 – 2014-03-31
Keywords開放量子系 / 量子ドット / 厳密解 / 電気伝導 / 負の微分コンダクタンス
Research Abstract

分散関係を線形化した模型に対する厳密解の研究において大きな進展がありました。まず、電子が入って相互作用する2つの2準位系量子ドットと導線とのカップリングを任意の値にすることに成功しました。これによって、量子ドットが非対称に導線にカップルしている場合が計算できるようになり、実際の実験状況により近づけることができるようになりました。また、磁場がかかってアハラノフ・ボーム効果がある場合も計算できるようになりました。
次に、多体の散乱状態にある種のヒエラルキーがあることを発見しました。開放量子系なので共鳴状態が存在しますが、一体の共鳴状態を組み合わせが二体の束縛状態となり、二体の共鳴状態の組み合わせが三体の束縛状態になるという構造が存在することが明らかになりました。多体の共鳴状態は原子核の分野でも注目されている状態であり、分野をまたがる大きな成果と考えています。
最終的な結果としては、電気伝導の電流電圧特性を具体的に計算しました。クーロン相互作用が入ると、微分コンダクタンスが負になる領域が現れることを示しました。これは、最近のモンテカルロ計算や摂動計算と一致する結果です。
分散関係を線形化せずエネルギーバンドのまま数値的厳密に扱う手法も、引き続き進展しています。二体の束縛状態が、分散関係を線形化した場合の厳密解とほぼ同じ形で与えられることを数値的に確認しました。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

ほぼ当初計画通りに進行しています。数値計算アルゴリズムの開発が計画より少し遅れていますが、これは日米で分かれての作業が予想以上に時間をとっているためです。

Strategy for Future Research Activity

引き続き計画通りに進行して行く予定です。特に今年度中に数値計算アルゴリズムの開発を必ず終えるため、重点的にエフォートを配分したいと考えています。

  • Research Products

    (22 results)

All 2013 2012 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (16 results) (of which Invited: 5 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Equivalence of the effective Hamiltonian approach and the Siegert boundary condition for resonant states2013

    • Author(s)
      Naomichi Hatano
    • Journal Title

      Fortshrift fur Physik

      Volume: 61 Pages: 238-249

    • DOI

      10.1002/prop.201200064

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Analysis Technique for Exceptional Points in Open Quantum Systems and QPT Analogy for the Appearance of Irreversibility2012

    • Author(s)
      Savannah Garmon
    • Journal Title

      International Journal of Theoretical Physics

      Volume: 51 Pages: 3536-3550

    • DOI

      10.1007/s10773-012-1240-5

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Thermomagnetic Effect in the Quantum Hall System2012

    • Author(s)
      Ryoen Shirasaki
    • Journal Title

      Journal of Electronic Materials

      Volume: 41 Pages: 1540-1545

    • DOI

      10.1007/s11664-011-1880-x

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Transport-Coefficient Dependence of Current-Induced Cooling Effect in a Two-Dimensional Electron Gas2012

    • Author(s)
      Naomi Hirayama
    • Journal Title

      Journal of Electronic Materials

      Volume: 41 Pages: 1535-1539

    • DOI

      10.1007/s11664-011-1850-3

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Exact many-electron scattering states in a parallel-coupled double quantum-dot system2012

    • Author(s)
      Akinori Nishino
    • Journal Title

      Journal of Physics: Conference Series

      Volume: 343 Pages: 012087

    • DOI

      10.1088/1742-6596/343/1/012087

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] グラフェンの二重周期超格子に現れる新しいディラックコーン生成則2013

    • Author(s)
      田島昌征
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      広島大学
    • Year and Date
      20130328-20130328
  • [Presentation] 複雑ネットワーク上の量子ダイナミクスのゼロ固有値局在2013

    • Author(s)
      羽田野直道
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      広島大学
    • Year and Date
      20130328-20130328
  • [Presentation] 量子化磁場下におけるビスマスナノワイヤの熱電特性とワイヤ径および温度依存性2013

    • Author(s)
      平山尚美
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      広島大学
    • Year and Date
      20130327-20130327
  • [Presentation] 開放型二重量子ドットにおける多体束縛状態と多体共鳴2013

    • Author(s)
      西野晃徳, 羽田野直道, G. Ordonez
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      広島大学
    • Year and Date
      2013-03-27
  • [Presentation] Appearance of Multiple Dirac Cones on Graphene with Periodic and Quasiperiodic Potentials2012

    • Author(s)
      Masayuki Tashima
    • Organizer
      International Symposium Nanoscience and Quantum Physics 2012
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      20121217-20121217
  • [Presentation] Complex eigenvalue problem of the Liouvillian of an open quantum dot system2012

    • Author(s)
      Naomichi Hatano
    • Organizer
      Resonances and non-Hermitian systems in quantum mechanics
    • Place of Presentation
      京都大学
    • Year and Date
      20121213-20121213
    • Invited
  • [Presentation] Multiple Dirac Cones on Graphene with A Superlattice Potential2012

    • Author(s)
      Masayuki Tashima
    • Organizer
      GCOE International Symposium on Physical Science Frontier
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      20121208-20121208
  • [Presentation] Zero eigenvalues of quantum walks on complex networks2012

    • Author(s)
      Naomichi Hatano
    • Organizer
      International Workshop on Cooperative Quantum Dynamics and Its Control
    • Place of Presentation
      Juelich, Germany
    • Year and Date
      20121029-20121029
    • Invited
  • [Presentation] Quantum walks on complex networks with zero eigenvalues2012

    • Author(s)
      Ruben Bueno
    • Organizer
      International Workshop on Cooperative Quantum Dynamics and Its Control
    • Place of Presentation
      Juelich, Germany
    • Year and Date
      20121029-20121029
  • [Presentation] Complex eigenvalue problem of the Liouvillian of an open quantum system2012

    • Author(s)
      Naomichi Hatano
    • Organizer
      Many-body Open Quantum Systems: From Atomic Nuclei to Quantum Optics
    • Place of Presentation
      Trento, Italy
    • Year and Date
      20120928-20120928
    • Invited
  • [Presentation] 二重量子ドットにおける多電子散乱状態の厳密解2012

    • Author(s)
      西野晃徳
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      横浜国立大学
    • Year and Date
      20120921-20120921
  • [Presentation] 準周期的グラフェン超格子における複数のディラックコーン生成2012

    • Author(s)
      田島昌征
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      横浜国立大学
    • Year and Date
      20120918-20120918
  • [Presentation] 準周期的超格子上にあるグラフェンにおける複数のディラックコーン2012

    • Author(s)
      田島昌征
    • Organizer
      フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
    • Place of Presentation
      東北大学
    • Year and Date
      20120907-20120907
  • [Presentation] Complex Eigenvalue Problem of the Hamiltonian and the Liouvillian of a Open Quantum Dot System2012

    • Author(s)
      Naomichi Hatano
    • Organizer
      Non-Hermitian Operators in Quantum Physics
    • Place of Presentation
      Paris, France
    • Year and Date
      20120828-20120828
    • Invited
  • [Presentation] Exact solutions of complex eigenvalue problems of an open quantum-dot system2012

    • Author(s)
      Naomichi Hatano
    • Organizer
      Complex Spectral Representation of the Hamiltonian and the Liouvillian in Nanoscience
    • Place of Presentation
      University of Texas as Austin, the U.S.A.
    • Year and Date
      20120522-20120522
    • Invited
  • [Presentation] リウビリアンの複素固有値問題を無近似で解く2012

    • Author(s)
      羽田野直道
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      横浜国立大学
    • Year and Date
      2012-09-20
  • [Remarks] 羽田野 直道 ホームページ

    • URL

      http://hatano-lab.iis.u-tokyo.ac.jp/hatano/index-j.html

URL: 

Published: 2014-07-24  

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