特異な電子状態に起因する量子輸送現象の理論的研究

• 研究課題/領域番号: 20540307
• 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: 物性Ⅰ
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 鈴浦 秀勝 北海道大学, 大学院・工学研究院, 准教授 (10282683)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2010年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2009年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2008年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
• キーワード: グラフェン / カーボンナノチューブ / スピン軌道相互作用 / 低次元電子系 / スピンホール効果 / 電気伝導 / 動的電気伝導率 / 励起子 / アンダーソン局在 / スピン・軌道相互作用 / 電子・格子相互作用

研究概要

スピン軌道相互作用を有する半導体やグラフェンなどで実現する,有効質量がゼロの特異な伝導電子が示す電気伝導の量子効果を理論的に評価した.任意の不純物密度における数値計算の結果から,電極を付けた2次元半導体において有限のスピンホールコンダクタンスが残る事,グラフェンにおいて散乱が弱い場合は質量ゼロのディラック電子の特徴が見られるのに対して,散乱が強い場合は通常の2次元電子系と同様のアンダーソン局在が起きる事を,それぞれ,明らかにした.

研究成果

• [雑誌論文] Impurity induced valley mixing of excitons in semiconducting carbon nanotubes (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Tomio, H.Suzuura
  • 雑誌名: Physica E 42 ページ: 783-786
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of inter-wall screening and anti-screening on excitons in double-walled carbon nanotubes (2010)
  • 著者名/発表者名: Yuh Tomio
  • 雑誌名: AIP Conference Proceedings 巻: (印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chirality dependence of the energy splitting between bright and dark excitons in semiconducting carbon nanotubes (2010)
  • 著者名/発表者名: Tsuyoshi Oshima
  • 雑誌名: AIP Conference Proceedings 巻: (印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Energy splitting between bright and dark excitons in carbon nanotubes (2010)
  • 著者名/発表者名: Tsuyoshi Oshima
  • 雑誌名: Physica E 42 ページ: 779-782
  • 査読あり
• [雑誌論文] Impurity-induced valley mixing of excitons in semiconducting carbon nanotubes (2010)
  • 著者名/発表者名: Yuh Tomio
  • 雑誌名: Physica E 42 ページ: 783-786
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2010)
  • 著者名/発表者名: 新井正男
  • 雑誌名: (翻訳)凝縮系物理における場の理論 中(吉岡書店) ページ: 261-549
• [雑誌論文] Electron lifetime due to optical-phonon scattering in a graphene sheet (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Suzuura, T.Ando
  • 雑誌名: J.Phys.Conf.Ser. 150 ページ: 22081-22081
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical study on spin Hall effect for the Rashba model in a dirty limit (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Suzuura, N.Yonezawa
  • 雑誌名: J.Phys.Conf.Ser. 150 ページ: 22080-22080
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2009)
  • 著者名/発表者名: 新井正男
  • 雑誌名: (翻訳)凝縮系物理における場の理論 上(吉岡書店) ページ: 1-260
• [雑誌論文] Numerical study on spin Hall effect for the Rashba model in a dirty limit (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Suzuura
  • 雑誌名: J. Phys. : Conf. Ser. 150
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electron lifetime due to optical-phonon scattering in a graphene sheet (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Suzuura
  • 雑誌名: J. Phys. : Conf. Ser. 150
  • 査読あり
• [学会発表] Aharonov-Bohm effect on impurity-bound excitons in semiconducting car bon nanotubes (2011)
  • 著者名/発表者名: Yuh Tornio
  • 学会等名: International Symposium "Nanoscience and Quant um Physics 2011" (nanoPHYS'11)
  • 発表場所: International House of Japan, Tokyo, Japan
  • 年月日: 2011-01-27
• [学会発表] Aharonov-Bohm effect on impurity-bound excitons in semiconducting carbon nanotubes (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Tomio, H.Suzuura
  • 学会等名: International Symposium "Nanoscience and Quantum Physics 2011"(nanoPHYS'11)(P2-21)
  • 発表場所: International House of Japan, Tokyo, Japan
• [学会発表] 二層カーボンナノチューブの励起子に対する層間遮蔽の効果 (2010)
  • 著者名/発表者名: 冨尾祐
  • 学会等名: 日本物理学会2010年秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大学中百舌鳥キャンパス、堺市
  • 年月日: 2010-09-24
• [学会発表] Effects of inter-wall screening and anti-screening on excitons in double-walled carbon nanotubes (2010)
  • 著者名/発表者名: Yuh Tomio
  • 学会等名: 30th International Conference on the Physics of Semiconductors
  • 発表場所: COEX, Seoul, Korea
  • 年月日: 2010-07-29
• [学会発表] Chirality dependence of the energy splitting between bright and dark excitons in semiconducting carbon nanotubes (2010)
  • 著者名/発表者名: Tsuyoshi Oshima
  • 学会等名: 30th International Conference on the Physics of Semiconductors
  • 発表場所: COEX, Seoul, Korea
  • 年月日: 2010-07-27
• [学会発表] Screening due to inter-wall interaction and exciton properties in double-walled carbon nanotubes (2010)
  • 著者名/発表者名: Yuh Tomio
  • 学会等名: 11th International Conference on the Science and Application of Nanotubes
  • 発表場所: Hilton Bonaventure, Mon treal, Canada
  • 年月日: 2010-07-02
• [学会発表] Potential range dependence of impurity-bound exciton states in semicon ducting carbon nanotubes (2010)
  • 著者名/発表者名: Yuh Tomio
  • 学会等名: 11th International Conference on the Science and Application of Nanotubes
  • 発表場所: Hilton Bonaventure, Mon treal, Canada
  • 年月日: 2010-06-30
• [学会発表] 半導体カーボンナノチューブにおけるスピン一重項励起子のエネルギー準位構造 (2010)
  • 著者名/発表者名: 大島剛志
  • 学会等名: 日本物理学会 第65回年次大会
  • 発表場所: 岡山大学,岡山
  • 年月日: 2010-03-21
• [学会発表] 二層カーボンナノチューブの光吸収スペクトル (2010)
  • 著者名/発表者名: 冨尾祐
  • 学会等名: 日本物理学会 第65回年次大会
  • 発表場所: 岡山大学,岡山
  • 年月日: 2010-03-21
• [学会発表] Chirality dependence of the energy splitting between bright and dark excitons in semiconducting carbon nanotubes (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Oshima, H.Suzuura
  • 学会等名: 30th International Conference on the Physics of Semiconductors(P1-207)
  • 発表場所: COEX, Seoul, Korea
• [学会発表] Potential range dependence of impurity-bound exciton states in semiconducting carbon nanotubes (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Tomio, H.Suzuura
  • 学会等名: 11th International Conference on the Science and Application of Nanotubes(Poster Session 3 (Poster Board 159))
  • 発表場所: Hilton Bonaventure, Montreal, Canada
• [学会発表] 半導体カーボンナノチューブにおける明暗励起子のエネルギー準位 (2009)
  • 著者名/発表者名: 大島剛志
  • 学会等名: 日本物理学会 秋季大会
  • 発表場所: 熊本大学,熊本
  • 年月日: 2009-09-26
• [学会発表] 不純物をもつ半導体カーボンナノチューブの励起子と光学応答 (2009)
  • 著者名/発表者名: 冨尾祐
  • 学会等名: 日本物理学会 秋季大会
  • 発表場所: 熊本大学,熊本
  • 年月日: 2009-09-26
• [学会発表] Energy splitting between bright and dark excitons in carbon nanotubes (2009)
  • 著者名/発表者名: Tsuyoshi Oshima
  • 学会等名: 18th International Conference on Electron Properties of Two-Dimensional Systems
  • 発表場所: 神戸国際会議場,神戸
  • 年月日: 2009-07-21
• [学会発表] Impurity-induced valley mixing of excitons in semiconducting carbon nanotubes (2009)
  • 著者名/発表者名: Yuh Tomio
  • 学会等名: 18th International Conference on Electron Properties of Two-Dimensional Systems
  • 発表場所: 神戸国際会議場,神戸
  • 年月日: 2009-07-20
• [学会発表] Inter-Valley Mixing of Carbon Nanotube Excitons by a Short-Range Impurity (2009)
  • 著者名/発表者名: Yuh Tomio
  • 学会等名: 3rd Workshop on Nanotube Optics & Nanospectroscopy
  • 発表場所: ホテル大観荘,松島
  • 年月日: 2009-06-07
• [学会発表] Numerical study on spin Hall effect for the Rashba model in a dirty limit (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Suzuura
  • 学会等名: 第25回低温物理国際会議
  • 発表場所: RAI,アムステルダム,オランダ
  • 年月日: 2008-08-09
• [学会発表] Electron lifetime due to optical-phonon scattering in a graphene sheet (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Suzuura
  • 学会等名: 第25回低温物理国際会議
  • 発表場所: RAI,アムステルダム,オランダ
  • 年月日: 2008-08-09
• [図書] (翻訳)凝縮系物理における場の理論下 (2010)
  • 著者名/発表者名: 新井正男
  • 出版者: 吉岡書店
• [図書] 凝縮系物理における場の理論(上) (2009)
  • 著者名/発表者名: 新井正男, 井上純一, 鈴浦秀勝, 田中秋広, 谷口伸彦(共同翻訳)
  • 出版者: 吉岡書店
• [備考] ホームページ等
• [備考] 鈴浦グループのホームページ
  • URL: http://zsg1-ap.eng.hokudai.ac.jp/sg/index.html
• [備考] 鈴浦グループのホームページ
  • URL: http://zsgl-ap.eng.hokudai.ac.lp/sg/index.html