研究課題
基盤研究(C)
[1]量子ドットなどの微小な系の輸送現象では位相の情報と電流の保存の両方が重要となるため、基礎となる理論的枠組み自明でない場合が多い。我々は以前から微小な系の電気伝導に関する線形応答理論に基づく一般的な微視的理論定式を提出しているが、本研究ではこの定式化をさらに発展させ、多体透過係数が実時間における電流演算子の3点相関関数を用いて書き表されることを示した。この表式は、非摂動的アプローチ、数値計算等による輸送現象の研究に適しており、今後の応用の可能性を拡大した。[2]我々は、具体的な例として量子ドットの超格子における電子相関の効果を2次元のHubbardクラスターを用いて調べた。電子間相互作用の2次摂動理論に基づき、絶対零度における電気伝導度を計算し、電子相関の効果による共鳴状態の幅、位置のシフト等について詳細について明らかにし、さらに不純物散乱の影響も調べた。[3]量子ドットに印加されたソース・ドレイン間の電圧が大きく、電流-電圧特性が非線形である領域における近藤効果について調べた。特に、Anderson模型を用い非平衡Green関数の低バイアス極限と高バイアス極限における振る舞いを厳密に導いた。[4]我々はまた、有効な非摂動的アプローチである数値くりこみ群法を、従来適用範囲を超えた多彩な系の研究に拡張する試みに着手した。特に、量子ドットを介したJosephson接合系に適用し、近藤効果と超伝導ギャップ、および位相の競合による量子相転移の詳細な相図を明らかにした。また、ナノ・メータサイズのMott-Hubbard絶縁体の量子輸送への適用の道を開いた。
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