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微小な系の量子輸送現像における電子間相互作用の効果と非線形応答に関する理論的研究

研究課題

研究課題/領域番号 11640320
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 固体物性Ⅰ(光物性・半導体・誘電体)
研究機関山形大学 (2000-2001)
大阪市立大学 (1999)

研究代表者

野々山 信二 (2000-2001)  山形大学, 教育学部, 助教授 (50221487)

小栗 章 (1999)  大阪市立大学, 理学部, 助教授 (10204166)

研究分担者 小栗 章  大阪市立大学, 理学部, 助教授 (10204166)
石井 廣湖  大阪市立大学, 理学部, 教授 (80047167)
野々山 信二  山形大学, 教育学部, 助教授 (50221487)
研究期間 (年度) 1999 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
500千円 (直接経費: 500千円)
2000年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
キーワード量子輸送 / メゾスコピック系 / クーロン相互作用 / 電子相関 / 非平衡電流 / 非線形応答 / 局所電流分布 / Keldysh Green関数 / 電子間相互作用 / Fermi流体 / 摂動論 / 非平衡電流分布 / 非平衡Green関数 / 磁場下の輸送現象
研究概要

研究成果のひとつとして、相互作用のある電子系における透過確率の久保公式に基づく導出が上げられる。我々は試料に接続されたリード線内の電子相関が無視できる場合には,コンダクタンスはLandauer公式と同型にg=(2e^2/h)∫dε(-∂f/∂ε)τ(ε)と書けることを示した。ここでf(ε)はFermi分布関数。透過確率τ(ε)はvertex関数を用いて定義される。我々は直列量子ドット系にこの定式化を応用した結果、τ(ε)には励起スペクトルに関する情報が豊富に含まれ、vertex補正の寄与が温度依存性に重要な役割を果たしていること等を明らかにした。また、量子ドットの近藤効果に関して研究に大きな発展があった。近藤系の低エネルギーの性質は、熱平衡状態および線形応答に関しては、局所Fermi流体として理解されることは以前から知られている。本研究では、非平衡系においても線形からのずれが小さな場合、低エネルギーの振る舞いは局所Fermi流体として記述されることを示した。
我々のもうひとつのアプローチは、非平衡Green関数のrecursion法を用いた電流分布のシミュレーションである。本研究期間中、特にベクトル・ポテンシャルを通した磁場の効果を扱うよう手法を拡張した。磁場の効果は,Anderson局在、AB効果、量子ホール効果など低次元における輸送現象において極めて重要な影響を与える。我々は、リード線に接続された、磁場中の2重point contact、および電流と垂直方向に広がりのある金属リング内における電流の空間分布を調べた。point contactの系では,渦電流が二つのポテンシャル障壁の間に発生し、磁場がない場合とは異なる渦発生の様子が見られた。また、金属リングの系では、電子の通る経路の違いによる位相差のため、非平衡電流が磁場やバイアス電圧に対して振動するが、この振る舞いがリング近傍にできる束縛状態のエネルギーの磁場依存性、および静電AB効果との関連したものして理解される。我々は強磁性金属間のトンネル現象,および超伝導体-金属の接合系の輸送係数の問題等にも対しても、recursion法を用いた研究を発展させている。

報告書

(3件)
  • 2001 研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (44件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (44件)

  • [文献書誌] Yoshihide Tanaka, A.Oguri, H.Ishii: "Perturbation Study of the Conductance through an Interacting Region Connected to Multi-Mode 7 Leads"J.Phys.Soc.Jpn. 71. 211-221 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Oguri: "Fermi liquid theory for the Anderson model out of equilibrium"Phys.Rev.B. 64,153305. 4 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Oguri: "Transmission probability for interacting electrons connected to reservoirs"J.Phys.Soc.Jpn. 70. 2666-2681 (2001)

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  • [文献書誌] A.Oguri: "Quasiparticle description for transport through a small interacting system"Phys.Rev.B63, 115305 2001, 11pages Errata. 63. 249901 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Oguri: "Perturbation study of the conductance through a finite Hubbard chain"Physica B. 284-288. 1932-1933 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Oguri: "Transport through a finite Hubbard chain connected to reservoirs"Phys.Rev.B. 59. 12240-12243 (1999)

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  • [文献書誌] S.Nonoyama, A.Oguri: "Interference effect in the nonequilibrium system comprising two tunnel junctions in a magnetic field"J.Phys.Soc.Jpn.. 70. 2395-2400 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Nakamura, S.Nonoyama: "Spin excitations of a ferromagnetic wire with a magnetic domain wall"Phys.Lett.A. 280. 227-232 (2001)

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  • [文献書誌] S.Nonoyama, J.Inoue: "Spin-dependent transport in a double barrier structure with a ferromagnetic material emitter"Physica E. 10. 283-287 (2001)

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  • [文献書誌] J.Inoue, S.Nonoyama, H.Itoh: "Ferromagnetism and spin-dependent transport in magnetic semiconductors"Physica E. 10. 170-174 (2001)

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  • [文献書誌] J.Inoue, S.Nonoyama, H.Itoh: "Double resonance mechanism of ferromagnetism and magnetotransport in"Phys.Rev.Lett.. 85. 4610-4613 (2000)

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  • [文献書誌] S.Nonoyama, N.Kawai, J.Inoue: "Quantum interference effects on a particle conduction through a normal-conductor-superconductor interface"Phys.Lett.A. 267. 439-447 (2000)

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  • [文献書誌] S.Nonoyama, A.Oguri: "Spatial distribution of nonequilibrium current in a magnetic field"J.Phys.Soc.Jpn.. 669. 1145-1151 (2000)

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  • [文献書誌] S.Nonoyama, A.Oguri: "Direct calculation of the nonequilibrium current in a magnetic field"Physica B. 284-288. 1874-1875 (2000)

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  • [文献書誌] S.Nonoyama, H.Itoh, A.Oguri, J.Inoue, P.Bruno: "Effects of magnetic impurities on TMR at finite bias voltage"J.Magn.& Magn.Mater.. 198-199. 158-160 (1999)

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  • [文献書誌] P.Bruno, H.Itoh, J.Inoue, S.Nonoyama: "Influence of Disorder on the Perpendicular Magnetoresistance of Magnetic Multilayers"J.Magn.& Magn.Mater.. 198-199. 46-48 (1999)

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  • [文献書誌] S.Nonoyama, H.Itoh, A.Oguri, J.Inoue, P.Bruno: "Effects of impurities on tunnel conductance in finite voltage and temperature"J.Mag.Soc.Jpn.. 23. 61-63 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yosihide Tanaka, A. Oguri, and H. Ishii: "Perturbation Study of the Conductance through an Interacting Region Connected to Multi-Mode Leads"J. Phys. Soc. Jpn.. 71. 211-221 (2002)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A. Oguri: "Fermi liquid theory for the Anderson model out of equilibrium"Phys. Rev. B. 64. 153305(4) (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A. Oguri: "Transmission probability for interacting electrons connected to reservoirs"J. Phys. Soc. Jpn.. 70. 2666-2681 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A. Oguri: "Quasiparticle description for transport through a small interacting system"Phys. Rev. B 63, 115305 (2001), 11pages, Errata. 63. 249901 (2001)

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  • [文献書誌] A. Oguri: "Perturbation study of the conductance through a finite Hubbard chain"Physica B. 284-288. 1932-1933 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A. Oguri: "Transport through a finite Hubbard chain connected to reservoirs"Phys. Rev. B. 59. 12240-12243 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Nonoyama and A. Oguri: "Interference effect in the nonequilibrium system comprising two tunnel junctions in a magnetic fields"J. Phys. Soc. Jpn.. 70. 2395-2400 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A. Nakamura and S. Nonoyama: "Spin excitations of a ferromagnetic wire with a magnetic domain wall"Phys. Lett. A. 280. 227-232 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Nonoyama and J. Inoue: "Spin-dependent transport in a double barrier structure with a ferromagnetic material emitter"Physica E. 10. 283-287 (2001)

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  • [文献書誌] J. Inoue, S. Nonoyama, and H. Itoh: "Ferromagnetism and spin-dependent transport in magnetic semiconductors"Physica E. 10. 170-174 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J. Inoue, S. Nonoyama, and H. Itoh: "Double resonance mechanism of ferromagnetism and magnetotransport in (Ga-Mn)As."Phys. Rev. Lett.. 85. 4610-4613 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Nonoyama, N. Kawai, J. Inoue: "Quantum interference effects on a particle conduction through a normal-conductor-superconductor interface"Phys. Lett. A. 267. 439-447 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Nonoyama and A. Oguri: "Spatial distribution of nonequilibrium current in a magnetic field"J.Phys. Soc. Jpn.. 69. 1145-1151 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Nonoyama and A. Oguri: "Direct calculation of the nonequilibrium current in a magnetic field"Physica B. 284-288. 1874-1875 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Nonoyama, H. Itoh, A. Oguri, J. Inoue, and P. Bruno: "Effects of magnetic impurities on TMR at finite bias voltage"J. Magn. & Magn. Mater.. 198-199. 158-160 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] P. Bruno, H. Itoh, J. Inoue, and S. Nonoyama: "Influence of Disorder on the Perpendicular Magnetoresistance of Magnetic Multilayers"J. Magn. & Magn. Mater. 198-199. 46-48 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Nonoyama, H. Itoh, A. Oguri, J. Inoue, and P. Bruno: "Effects of impurities on tunnel conductance in finite voltage and temperature"J. Mag. Soc. Jpn.. 23. 61-63 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Nonoyama and A.Oguri: "Direct calculation of the nonequilibrium current in a Magnetic Field"Physica B. 284-8. 1874-1875 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] S.Nonoyama and A.Oguri: "Spatial Distribution of Nonequilibrium current in a magnetic field"J.Phys.Soc.Jpn.. 69. 1145-1151 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] S.Nonoyama,N.Kanai,J.Inoue: "Quantum interference effects on a particle conduction through a normal- conductor- Superconductor interface"Physics Letters A. 267. 439-447 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] J.Inoue,S.Nonoyama,H.Itoh: "Double Resonance Mechanism of Ferromagnetism and Magneto transport in (Ga-Mn) As"Phys.Rev.Lett.. 85(21). 4610-4613 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] S.Nonoyama.and J.Inoue: "Spin -dependent transport in a double barrier structure with a ferromagnetic material emitter"Physica E. (印刷中). (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] A.Oguri: "Perturbation study of the conductance through a finite Hubbard chain"Physica B. 284-8. 1932-1933 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] A.OGURI: "Transport through a finite Hubbard chain connected to reservoirs"Phys.Rev.B59. B59,No19. 12240-12243 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] A.OGURI: "Perturbation study of the conductance through a finite Hubbard chain"Physica B. (印刷中). (2000)

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      1999 実績報告書
  • [文献書誌] S.NONOYAMA and A.OGURI: "Spatial distribution of nonequilibrium current in a magnetic field"J.Phys.Soc.Jpn.. 69(印刷中). (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] S.NONOYAMA and A.OGURI: "Direct calculation of the nonequilibrium current by a recursive method"Physica B. (印刷中). (2000)

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      1999 実績報告書

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2020-05-15  

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