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スピン・層・軌道の自由度が織りなすグラフェンの多彩な量子特性とその素粒子論的側面

研究課題

研究課題/領域番号 24540270
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
研究機関京都大学

研究代表者

静谷 謙一  京都大学, 基礎物理学研究所, 名誉教授 (50154216)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2013年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2012年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードグラフェン / ラムシフト / 低次元電子系 / ゲージ理論 / 物性理論 / 素粒子論 / ラム・シフト
研究成果の概要

2次元ディラック電子系として注目されるグラフェンについて、その二層化、三層化に伴って出現する軌道縮退・混合という新種の現象とその帰結を追求した。磁場中の二層グラフェンには複数のゼロエネルギー・ランダウ準位が現れるが、これらの準位がディラック電子系に特有な価電子帯の強い量子ゆらぎにより(軌道の違いに応じて)有意に分離することを指摘した。水素原子のラムシフトに類似したこの新種の多体量子効果“軌道”ラムシフトは積層系の最低ランダウ準位の構造を大きく支配し、その様子は量子ホール効果を通して観測できる。三層グラフェンでは積層形式の違いによりこの量子効果の様子も変わり、三層系の多様性を一段と深める。

報告書

(4件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実施状況報告書
  • 2012 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] Interaction-enhanced electron-hole and valley asymmetries in the lowest Landau level of ABA-stacked trilayer graphene2014

    • 著者名/発表者名
      K. Shizuya
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 89 号: 16 ページ: 1654031-10

    • DOI

      10.1103/physrevb.89.165403

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Orbital Lamb shift and mixing of the pseudo-zero-mode Landau levels in ABC-stacked trilayer graphene2013

    • 著者名/発表者名
      K. Shizuya
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 87 号: 8 ページ: 0854131-9

    • DOI

      10.1103/physrevb.87.085413

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structure and the Lamb-shift-like quantum splitting of the pseudo-zero-mode Landau levels in bilayer graphene2012

    • 著者名/発表者名
      K. Shizuya
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 86 号: 4 ページ: 0454311-11

    • DOI

      10.1103/physrevb.86.045431

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ABA積層3層グラフェンの最低ランダウ準位における谷および電子・ホール非対称性2014

    • 著者名/発表者名
      静谷 謙一
    • 学会等名
      日本物理学会2014年秋季大会
    • 発表場所
      中部大学春日井キャンパス
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Orbital Lamb shift in the lowest Landau level of graphene trilayers2014

    • 著者名/発表者名
      Ken-ichi Shizuya
    • 学会等名
      Graphene Week 2014
    • 発表場所
      Goteborg, Sweden
    • 年月日
      2014-06-23 – 2014-06-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] グラフェン3層系の最低ランダウ準位における軌道ラーム・シフトと混合

    • 著者名/発表者名
      静谷 謙一
    • 学会等名
      日本物理学会2013年秋季大会
    • 発表場所
      徳島大学常三島キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Orbital Lamb shift in the lowest Landau levels of graphene bilayers and trilayers

    • 著者名/発表者名
      K. Shizuya
    • 学会等名
      Graphene Week 2013
    • 発表場所
      Chemnitz, Germany
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Orbital Lamb shift of the pseudo-zero-mode Landau levels in graphene bilayers and trilayers

    • 著者名/発表者名
      K. Shizuya
    • 学会等名
      EP2DS-20  (Electronic Properties of Two-Dimensional Systems)
    • 発表場所
      Wroclaw, Poland
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 電子・ホール非対称性を持つ二層グラフェンにおけるサイクロトロン共鳴と多体効果

    • 著者名/発表者名
      静谷 謙一
    • 学会等名
      日本物理学会 2012年秋季大会
    • 発表場所
      横浜国立大学 常盤台キャンパス
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] グラフェン2層系の最低ランダウ準位における軌道混合とラーム・シフト様分離

    • 著者名/発表者名
      静谷 謙一
    • 学会等名
      日本物理学会 第68回年次大会
    • 発表場所
      広島大学 東広島キャンパス
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書

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公開日: 2013-05-31   更新日: 2019-07-29  

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