2015 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 |
２個の量子ドットを左右の導線に接続した開放型二重量子ドットに対して、多体散乱状態の厳密解を構成し、相互作用と量子干渉の効果として多体束縛状態が出現することを示しました。
本年度扱った開放型二重量子ドットでは、各量子ドット上のエネルギー準位は一つと仮定し、電子のスピン自由度は無視して、ドット間クーロン相互作用を考慮しました。また量子ドット－導線間の結合定数は任意の複素数値としました。結合定数の特殊化により、直列・並列・T型などの様々な配置の二重量子ドット、またアハロノフ―ボーム磁場を印加した並列二重量子ドットが再現されます。
この系において、任意の入射状態に対する多電子散乱状態の厳密解の構成法を確立しました。特に、自由電子平面波を入射状態とする場合に２電子・３電子散乱状態を具体的に構成しました。この厳密解は、従来のような積分や級数等を含む形式解ではなく、またベーテ仮説で与えられる解でもありません。ドット間クーロン相互作用の効果により、入射平面波の一部は２体束縛状態・３体束縛状態として散乱されることが分かります。ここで多体束縛状態の束縛長は２つの量子ドットの配置の影響を受け、量子干渉効果が現れると言うことができます。
多電子散乱状態における多体束縛状態の出現が散乱の共鳴により理解されることを示しました。量子ドットにおける（１体）散乱は（１体）共鳴状態を伴います。ドット間クーロン相互作用を考慮した場合、この共鳴状態は他の電子による共鳴状態と組んで２体束縛状態として現れます。これは相互作用共鳴準位模型でも見られた結果です。さらに開放型二重量子ドットの場合は、ドット間クーロン相互作用による２体散乱が２体共鳴状態を与え、これが３体束縛状態として現れます。このように、「n体共鳴状態が（n＋１）体束縛状態を与える」という予想を具体例で示すことができました。
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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
直列・並列・T型などを含む一般的な開放型二重量子ドットに対して多電子散乱状態の構成は完了し、結果は出版されました。
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| Strategy for Future Research Activity |
構成された多電子散乱状態を用いて、電流やドット同時占有率の量子力学的期待値を計算中です。解析手法と数式処理ソフトを併用して計算しております。
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| Causes of Carryover |
当初予定していた国内出張を中止したため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
当初の予定どおりの海外共同研究者の旅費を増額して使用します。
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[Presentation] Arrow of Time in Quantum Mechanics2015
Author(s)
Naomichi Hatano and Gonzalo Ordonez
Organizer
2015 Mini-workshop on open quantum systems
Place of Presentation
National Center for Theoretical Sciences, 新竹、台湾
Year and Date
2015-08-29
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] Arrow of Time in Quantum Mechanics2015
Author(s)
Naomichi Hatano and Gonzalo Ordonez
Organizer
International Symposium on Foundation of Quantum Transport in Nano Science
Place of Presentation
山梨大学、甲府、日本
Year and Date
2015-08-18
Int'l Joint Research / Invited
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