| Project Area | Science of hybrid quantum systems |
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| Project/Area Number |
15H05867
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Science and Engineering
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
Ishibashi Koji 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 主任研究員 (30211048)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大野 雄高 名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 教授 (10324451)
平山 祥郎 東北大学, 理学研究科, 教授 (20393754)
神田 晶申 筑波大学, 数理物質系, 教授 (30281637)
小林 慶裕 大阪大学, 工学研究科, 教授 (30393739)
川村 稔 国立研究開発法人理化学研究所, 創発物性科学研究センター, 専任研究員 (60391926)
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| Project Period (FY) |
2015-06-29 – 2020-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥285,740,000 (Direct Cost: ¥219,800,000、Indirect Cost: ¥65,940,000)
Fiscal Year 2019: ¥47,320,000 (Direct Cost: ¥36,400,000、Indirect Cost: ¥10,920,000)
Fiscal Year 2018: ¥52,000,000 (Direct Cost: ¥40,000,000、Indirect Cost: ¥12,000,000)
Fiscal Year 2017: ¥54,730,000 (Direct Cost: ¥42,100,000、Indirect Cost: ¥12,630,000)
Fiscal Year 2016: ¥69,810,000 (Direct Cost: ¥53,700,000、Indirect Cost: ¥16,110,000)
Fiscal Year 2015: ¥61,880,000 (Direct Cost: ¥47,600,000、Indirect Cost: ¥14,280,000)
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| Keywords | 電荷・スピン / 核スピン / 半導体・超伝導体接合 / 量子ドット / 電荷 / スピン / 超伝導 / 量子ハイブリッド構造 / 先端機能デバイス / ナノカーボン / スピンエレクトロニクス |
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| Outline of Final Research Achievements |
In this project, we focused on charge of electrons and Cooper pairs, electron and nuclear spins to explore new physics and functionalities, especially by coupling different quanta including photons and phonons.To this end, various materials and their hybrid structures, such as nanostructures based on compound semiconductor heterostructures, nanoscale Si transistors, nanocarbon materials (Carbon nanotubes and graphene), topological insulators, superconductors were developed as different quanta play essential role in different materials and structures. We could control these quanta individually or collectively, and we studied interactions between the different quanta to realize coupling between them. In some cases, we could demonstrate hybridization of different quanta.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究は物質の量子的な機能の可能性を引き出す研究であり、最近注目されている量子技術の先駆けとなる研究といえる。物質の量子的な性質は、電子や光子などの様々な粒子（量子）が担っているが、本研究ではそのうち特に電荷としての電子やクーパペアと電子及び核スピンに着目した。また、それぞれの量子がその特徴を最大限発揮する材料系はそれぞれ異なるため、様々な材料系を対象としたことが特徴であり、これらを量子物質と呼ぶこともできる。本研究において、異なる量子のハイブリッド化にかかわる学術的意義を明らかにできたのに加えて、ハイブリッド化による新たな機能をいくつか示せたことは量子の応用の観点からも意義がある。
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