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非量子化量子ホール系の基底状態に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 12640308
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)
研究機関東京大学

研究代表者

吉岡 大二郎  東京大学, 大学院・総合文化研究科, 教授 (30114713)

研究分担者 柴田 尚和  東京大学, 大学院・総合文化研究科, 助手 (40302385)
研究期間 (年度) 2000 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2001年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2000年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード2次元電子系 / 量子ホール効果 / 強磁場 / ストライプ相 / 密度行列繰込み群法 / ペア状態 / 2層量子ホール系 / 半導体 / 電荷密度波状態 / ウィグナー結晶 / 密度行列繰り込み群法
研究概要

研究の第1の目的は,異なるランダウ準位に属する偶数分母状態が何故異なる基底状態を持つのかについて包括的な理解を得ることであった.これについては,ハートリー・フォック法,及びより正確な結果の得られるDMRG(密度行列繰込み群)法を用いた研究を行ない,ランダウ準位の違いに起因する相互作用の相違により,実際にフェルミ液体状態,ペア状態,ストライプ状態という異なる基底状態が得られることを明かにし,更に占有率による基底状態の変化を下から3番目と4番目のランダウ準位について明らかにした.
第2の目的はストライプ相でのストライプの配向についての理解を得ることであったが,これについてはハートリー・フォック法により,2次元系表面の形状に起因する長周期のポテンシャルが存在する場合には,ポテンシャルの向きとは直交する方向にストライプが配向することを明らかにし,その原因がストライプに沿った方向でウィグナー結晶への不安定性が生じ,フェルミ準位にエネルギーギャップを生じる結果,圧縮率に異方性が生じることにあることを明らかにした.
更に,下から2番目のランダウ準位におけるペア状態に対して,2層系では層間の距離の変化によって,距離が0の場合のペア状態がどのような移り変わりを示すかを調べ,層間距離とトンネリング強度の平面での相図を得た.
この他,2番目のランダウ準位については任意の占有率での基底状態を調べ,2層系では,全占有率が1の場合での基底状態の層間距離依存性を調べ,幾つかの新しい知見を得ており,これらについては投稿の準備を行なっている.

報告書

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

    (21件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (21件)

  • [文献書誌] Shibata, N, Yoshioka, D: "Ground-State Phase Diagram of 2D Electrons in a High Landau Level : A Density-Matrix Renormalization Group Study"Physical Review Letters. 86・25. 5755-5758 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nomura, K, Yoshioka, D: "The Edge State Network Model and the Global Phase Diagram"Journal of the Physical Society of Japan. 70・9. 2652-2656 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoshioka, D: "Orientation of the Stripe Formed by the Two-Dimensional Electrons in Higher Landau Levels"Journal of the Physical Society of Japan. 70・10. 2836-2839 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nomura, K, Yoshioka, D: "Pairing symmetry transitions in the even-denominator FQHE system"Journal of the Physical Society of Japan. 70・12. 3487-3490 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nomura, K, Yoshioka, D: "Strong quasi-particle tunneling study in the paired quantum Hall states"Journal of the Physical Society of Japan. 70・12. 3632-3665 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoshioka, D, Shibata, N: "DMRG Study of the Ground State at higher Landau Levels --Stripes, Bubbles and the Wigner Crystal--"Physica E. (印刷中). (2002)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoshioka.D: "The Quantum Hall Effect"Springer Verlag. 207 (2002)

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    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shibata N, and Yoshioka D: "Ground-State Phase Diagram of 2D Electrons in a High Landau Level : A Density-Matrix Renormalization Group Study"Physical Review Letters. 86・25. 5755-5758 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nomura K, and Yoshioka D: "The Edge Stat Network Model and the Global Phase Diagram"Journal of the Physical Society of Japan. 70・9. 2652-2656 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoshioka D: "Orientation of the Stripe Formed by the Two-Dimensional Electrons in Higher Landau Levels"Journal of the Physical Society of Japan. 70・10. 2836-2839 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nomura K, and Yoshioka D: "Pairing symmetry transitions in the even-denominator FQHE system"Journal of the Physical Society of Japan. 70・12. 3487-3490 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nomura K, and Yoshioka D: "Strong quasi-particle tunneling study in the paired quantum Hall states"Journal of the Physical Society of Japan. 70・12. 3632-3665 (2001)

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  • [文献書誌] Yoshioka D, and Shibata N: "DMRG Study of the Ground State at Higher Landau Levels--Stripes, Bubbles and the Wigner Crystal"Physica E. (to be published). (2002)

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  • [文献書誌] Yoshioka D: "The Quantum Hall Effect"Springer-Verlag. 207 (2002)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shibata. N, Yoshioka. D: "Ground-State Phase Diagram of 2D Electrons in a High Landau Level : A Density-Matrix Renormalization Group Study"Physical Review Letters. 86・25. 5755-5758 (2001)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Nomura, K, Yoshioka. D: "The Edge State Network Model and the Global Phase Diagram"Journal of the Physical Society of Japan. 70・9. 2652-2656 (2001)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Yoshioka, D: "Orientation of the Stripe Formed by the Two-Dimensional Electrons in Higher Landau Levels"Journal of the Physical Society of Japan. 70・10. 2836-2839 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Nomura, K, Yoshioka, D: "Pairing symmetry transitions in the even-denominator FQHE system"Journal of the Physical Society of Japan. 70・12. 3487-3490 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Nomura, K, Yoshioka, D: "Strong quasi-particle tunneling study in the paired quantum Hall states"Journal of the Physical Society of Japan. 70・12. 3632-3665 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Yoshioka, D, Shibata, N: "DMRG Study of the Ground State at Higher Landau Levels..Stripes, Bubbles and the Winger Crystal.."Physica E. (印刷中). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Yoshioka, D: "The Quantum Hall Effect"Springer Verlag. 207 (2002)

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      2001 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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