2014 Fiscal Year Research-status Report
開放量子系における量子干渉と相互作用の協力現象:多電子散乱状態による解析
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26400409
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| Research Institution | Kanagawa University |
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Principal Investigator |
西野 晃徳 神奈川大学, 工学部, 准教授 (00466848)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
羽田野 直道 東京大学, 生産技術研究所, 准教授 (70251402)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 量子ドット / 量子輸送 / 量子干渉 / 開放量子系 / 散乱状態 / 厳密解 / 多体共鳴 / 多体束縛状態 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
相互作用共鳴準位模型で記述される開放型量子ドットに対して、多電子散乱状態の厳密解を「ランダウアー公式の拡張」に適用することにより、平均電流・平均ドット占有率の電圧特性を解析的に得ました。
相互作用共鳴準位模型としては、２本の導線が左右から量子ドットに接続された系を用い、「導線と量子ドット間の結合」と「量子ドット付近のクーロン相互作用」がともに左右非対称な場合を扱いました。また、厳密解の構成のため、導線の分散関係は線形分散を採用しました。
この系に対して構成されたN電子散乱状態の厳密解（Nは任意）を「ランダウアー公式の相互作用系への拡張」に適用し、有限バイアス電圧下の系の平均電流・平均ドット占有率を相互作用パラメータの１次まで計算しました。２つの物理量は導線のバンド幅に関する線形発散・対数発散を含み、同一の繰り込み群方程式（Callan-Symanzik方程式）を満たすことを示しました。これにより、２つの物理量が同一の近藤温度と非対称パラメータで特徴付けられる普遍形を持つことを示しました。
得られた普遍電流の電圧特性においては、高バイアスにおいて抑制された電流の回復現象を再現しました。ここで、相互作用パラメータの１次で抑制電流回復を見るためには「導線と量子ドット間の結合」と「量子ドット付近のクーロン相互作用」の両方の非対称が必要であることを示しました。これは数値繰り込み群を用いた先行研究では解明されていなかった結果です。
一方、普遍ドット占有率の電圧特性においては、系が対称な場合に現れるローレンツ型の電圧依存性に加えて、系が非対称な場合には対数型の依存性が現れることを見出しました。これは既存の平均場近似では再現されない結果です。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
現在のところ、おおむね順調に進行しています。相互作用共鳴準位模型の結果に加えて、今年度の主目的である二重量子ドットの多電子散乱状態の構成に関しても、３電子の場合に厳密解を得ています。直列、並列、T型などを含む一般的な二重量子ドットに対して散乱状態の厳密解が得られたことは大きな成果であり、現在、論文を執筆中です。
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| Strategy for Future Research Activity |
二重量子ドットに対して構成された多電子散乱状態をランダウアー公式の拡張に適用し、相互作用と量子干渉の協力現象について調べます。この系に対しては、線形応答領域を超えた計算結果がほとんどないので、比較のためにケルディッシュ形式での解析も進める予定です。
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| Causes of Carryover |
研究分担者の羽田野直道氏の長期海外出張のため、平成２９年度（４年目）の経費を前倒し使用したが、セミナー講師への謝金が当初予定したよりも少なく済んだため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
前倒し使用により、平成２９年度経費から減額した分を補って使用する。
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