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2014 Fiscal Year Annual Research Report

強相関電子系の秩序相における新奇な非平衡現象の理論

Research Project

Project/Area Number 24740244
Research InstitutionChuo University

Principal Investigator

田中 康寛  中央大学, 理工学部, 助教 (50541801)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Keywords非線形伝導 / 負性微分抵抗 / 非平衡グリーン関数 / 電流電圧特性 / 絶縁破壊
Outline of Annual Research Achievements

電極につながれた一次元バンド絶縁体における非線形伝導について調べ、特に負性微分抵抗が生じる起源を理論的に明らかにした。この研究は、前年度に行った有機導体β-(meso-DMBEDT-TTF)2PF6に対する計算で得られた負性微分抵抗の起源を、より一般的な観点から明らかにした成果である。ここで考慮した系は、電極の自由度と、電圧印加で生じる絶縁体内部のポテンシャル勾配を持つ。電極とバンド絶縁体の内部で電子間相互作用がないと仮定し、非平衡グリーン関数の方法により電流電圧特性を厳密に計算した。その結果、電極のバンド幅が有限の場合、あるいは電圧によるポテンシャル勾配がある場合には負性微分抵抗が生じることが分かった。このことは、電子間の非弾性散乱がないことから理解できるため、電子間相互作用を平均場近似で取り扱った場合にも同様な結果が得られると期待でき、実際に前年度の研究と整合する結果となっていることが分かった。負性微分抵抗に関しては、電極につながれた部分がひとつのサイトから成る系(ポイントコンタクトモデル)でこれまでよく調べられてきた。そこでは電子間相互作用がない場合には、電極のバンド幅が無限大のいわゆるWide Band Limitの極限では負性微分抵抗が生じないことが示されている。今年度の研究の成果は、ポイントコンタクトモデルをバンド絶縁体に拡張すると、その内部のポテンシャル勾配によっても負性微分抵抗が生じることを示した点にある。非弾性散乱の効果がどのように負性微分抵抗に影響するかは今後の課題であるが、この研究によってこれまでの非線形伝導および負性微分抵抗に関する理論研究を、より一般的な立場から理解することが可能になったと考えられる。

  • Research Products

    (5 results)

All 2015 2014

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] Roles of Potential Gradient and Electrode Bandwidth on Negative Differential Resistance in One-Dimensional Band Insulator2014

    • Author(s)
      Y. Tanaka and K. Yonemitsu
    • Journal Title

      Journal of the Physical Society of Japan

      Volume: 83 Pages: 124704 1-4

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.7566/JPSJ.83.124704

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Optical freezing of charge motion in an organic conductor2014

    • Author(s)
      T. Ishikawa, Y. Sagae, Y. Naitoh, Y. Kawakami, H. Itoh, K. Yamamoto, K. Yakushi, H. Kishida, T. Sasaki, S. Ishihara, Y. Tanaka, K. Yonemitsu, and S. Iwai
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 5 Pages: 5528 1-6

    • DOI

      10.1038/ncomms6528

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 電極に繋がれたバンド絶縁体における負性微分抵抗の起源について2015

    • Author(s)
      田中康寛、米満賢治
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      早稲田大学(東京都)
    • Year and Date
      2015-03-21 – 2015-03-24
  • [Presentation] 有機導体における電子相関効果および非線形伝導について2015

    • Author(s)
      田中康寛
    • Organizer
      第一回計算分子科学の若手理論研究会
    • Place of Presentation
      湯涌温泉(石川県)
    • Year and Date
      2015-03-03 – 2015-03-04
  • [Presentation] Effects of electron correlation in organic conductor alpha-(BEDT-TTF)2I32014

    • Author(s)
      Y. Tanaka
    • Organizer
      Gordon Research Conference on Conductivity and Magnetism in Molecular Materials
    • Place of Presentation
      ベイツ大学(アメリカ)
    • Year and Date
      2014-08-03 – 2014-08-08

URL: 

Published: 2016-06-01  

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