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メゾスコピック量子導体における非平衡熱電効果と揺らぎの定理

研究課題

研究課題/領域番号 26400390
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 数理物理・物性基礎
研究機関三重大学

研究代表者

内海 裕洋  三重大学, 工学研究科, 准教授 (10415094)

研究協力者 Golubev Dmitri  
小林 研介  
岡田 大輝  
伊藤 貴博  
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2015年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2014年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード非平衡・非線形物理 / メゾスコピック量子輸送 / 半導体ナノ構造
研究成果の概要

量子導体を対象に,熱電効果にまつわる熱・電荷・エントロピーの揺らぎに関する研究を行った.この研究は,揺らぎの分布を取り扱う理論である完全計数統計理論(full-counting statistics)にもとづく.本研究では,1)電極の熱揺らぎを取り扱う理論を構築した.それを拡張し非平衡スピントルクによる磁化反転や,効率の分布を解析した.2)量子状態の事前・事後選択を行ったとき,熱溜めに放出される熱量分布が満足する一般的な関係を調べた.3)量子導体において自己情報量の揺らぎの分布を求めた.これによりエンタングルメント・エントロピーの揺らぎを特徴づけることができる.

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (37件)

すべて 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 4件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 10件、 謝辞記載あり 7件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 6件、 招待講演 3件)

  • [国際共同研究] ベングリオン大/テルアビブ大(イスラエル)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] Karlsruhe Insitute of Technology(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Aslto University(フィンランド)

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Ben-Gurion University/Tel Aviv University(イスラエル)

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Balseiro Institute/CONICET(アルゼンチン)

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Heat and charge current fluctuations and the time dependent coefficient of performance for a nanoscale refrigerator2017

    • 著者名/発表者名
      H. Okada, Y. Utsumi
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 86 号: 2 ページ: 024007-024007

    • DOI

      10.7566/jpsj.86.024007

    • NAID

      40021098380

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] AC transport and full-counting statistics of molecular junctions in the weak electron- vibration coupling regime2017

    • 著者名/発表者名
      A. Ueda, Y. Utsumi, Y. Tokura, O. Entin-Wohlman, A. Aharony
    • 雑誌名

      The Journal of Chemical Physics

      巻: 146 号: 9

    • DOI

      10.1063/1.4973707

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Fluctuation theorem of a mesoscopic engine and spin switching2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Utsumi, T. Taniguchi
    • 雑誌名

      Fortschritte der Physik

      巻: - 号: 6-8 ページ: 1-5

    • DOI

      10.1002/prop.201600049

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Phonon-Induced Electron-Hole Excitation and ac Conductance in Molecular Junction2016

    • 著者名/発表者名
      Akiko Ueda, Yasuhiro Utsumi, Hiroshi Imamura, and Yasuhiro Tokura
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 85 号: 4 ページ: 043703-043703

    • DOI

      10.7566/jpsj.85.043703

    • NAID

      40020789599

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spin-dependent transport through a chiral molecule in the presence of spin-orbit interaction and non-unitary effects2016

    • 著者名/発表者名
      Shlomi Matityahu, Yasuhiro Utsumi, Amnon Aharony, Ora Entin-Wohlman, Carlos A. Balseiro
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 93 号: 7

    • DOI

      10.1103/physrevb.93.075407

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Stable oscillation in spin torque oscillator excited by a small in-plane magnetic field2015

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Taniguchi, Takahiro Ito, Yasuhiro Utsumi, Sumito Tsunegi, Hitoshi Kubota
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 118 号: 5

    • DOI

      10.1063/1.4927621

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Full-counting statistics of information content in the presence of Coulomb interaction2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Utsumi
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 92 号: 16

    • DOI

      10.1103/physrevb.92.165312

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Lasing in circuit quantum electrodynamics with strong noise2015

    • 著者名/発表者名
      M. Marthaler, Y. Utsumi, D. S. Golubev
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 91 号: 18

    • DOI

      10.1103/physrevb.91.184515

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Fluctuation Theorem for a Small Engine and Magnetization Switching by Spin Torque2015

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Utsumi, Tomohiro Taniguchi
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 114 号: 18

    • DOI

      10.1103/physrevlett.114.186601

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Fluctuation theorem for a two-terminal conductor connected to a thermal probe2015

    • 著者名/発表者名
      Y Utsumi, O Entin-Wohlman, A Aharony, T Kubo, Y Tokura
    • 雑誌名

      Physica Scripta

      巻: T165 ページ: 014021-014021

    • DOI

      10.1088/0031-8949/2015/t165/014021

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Fluctuation theorem for heat transport probed by a thermalelectrode2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Utsumi, O. Entin-Wohlman, A. Aharony, T. Kubo and Y. Tokura
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 89 号: 20 ページ: 205314-205314

    • DOI

      10.1103/physrevb.89.205314

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Distribution of energy dissipated by a driven two-level system2014

    • 著者名/発表者名
      Philip Wollfarth, Alexander Shnirman, Yasuhiro Utsumi
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 90 号: 16

    • DOI

      10.1103/physrevb.90.165411

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 情報量と熱量の完全計数統計2017

    • 著者名/発表者名
      内海裕洋
    • 学会等名
      日本物理学会第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学 豊中キャンパス (大阪府・豊中市)
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 磁化ダイナミクスにおける自己発振状態への時間変化2017

    • 著者名/発表者名
      伊藤貴博, 内海裕洋, 谷口知大
    • 学会等名
      日本物理学会第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学 豊中キャンパス (大阪府・豊中市)
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] トンネル接合における電流、スピン流、熱流の相関と揺らぎ2017

    • 著者名/発表者名
      岡田大輝, 内海裕洋
    • 学会等名
      日本物理学会第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学 豊中キャンパス (大阪府・豊中市)
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] The fluctuation of charge, heat and spin currents2016

    • 著者名/発表者名
      H. Okada, Y. Utsumi
    • 学会等名
      International workshop on nano-spin conversion science & quantum spin dynamics
    • 発表場所
      University of Tokyo Hongo campus, Tokyo, Japan
    • 年月日
      2016-10-12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 情報量と粒子数の同時確率分布と効率2016

    • 著者名/発表者名
      内海裕洋
    • 学会等名
      日本物理学会2016年秋季大会
    • 発表場所
      金沢大学 角間キャンパス (石川県・金沢市)
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 微小な冷却機における電流、熱流の揺らぎと成績係数の時間依存性2016

    • 著者名/発表者名
      岡田大輝,内海裕洋
    • 学会等名
      日本物理学会2016年秋季大会
    • 発表場所
      金沢大学 角間キャンパス (石川県・金沢市)
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Fluctuating charge and heat currents and the time dependent coefficient of performance for a nanoscale refrigerator2016

    • 著者名/発表者名
      H. Okada, Y. Utsumi
    • 学会等名
      9th International Conference on Physics and Applications of Spin Phenomena in Solids (PASPS 9)
    • 発表場所
      Kobe International Conference Center, Kobe City, Japan
    • 年月日
      2016-08-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 量子ドットにおける情報と電流の完全計数統計2016

    • 著者名/発表者名
      内海裕洋
    • 学会等名
      日本物理学会 第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大泉キャンパス(仙台)
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 磁化ダイナミクスにおける自己発振2016

    • 著者名/発表者名
      伊藤貴博, 内海裕洋, 谷口知大
    • 学会等名
      日本物理学会 第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大泉キャンパス(仙台
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Full counting statistics of information content2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Utsumi
    • 学会等名
      International Symposium on Nanoscale Transport and Technology 2015(ISNTT2015)
    • 発表場所
      NTT Atsugi R&D center, Atsugi, Kanagawa, (Japan)
    • 年月日
      2015-11-17
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Distribution of energy dissipated by a driven two-level system2015

    • 著者名/発表者名
      Philip Wollfarth, Alexander Shnirman, Yasuhiro Utsumi
    • 学会等名
      International Symposium on Nanoscale Transport and Technology 2015(ISNTT2015)
    • 発表場所
      NTT Atsugi R&D center, Atsugi, Kanagawa, (Japan)
    • 年月日
      2015-11-17
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 量子ドットにおける情報量の完全計数統計2015

    • 著者名/発表者名
      内海裕洋
    • 学会等名
      日本物理学会 秋季大会
    • 発表場所
      関西大 千里山キャンパス(大阪府・吹田市)
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 冷却機の粒子流、熱流の確率分布と効率2015

    • 著者名/発表者名
      岡田大輝, 内海裕洋
    • 学会等名
      日本物理学会 秋季大会
    • 発表場所
      関西大 千里山キャンパス(大阪府・吹田市)
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Fluctuation Theorem for a Small Engine and Magnetization Switching by Spin Torque2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Utsumi, T. Taniguchi
    • 学会等名
      Frontiers of Quantum and Mesoscopic Thermodynamics (FQMT15)
    • 発表場所
      Prague (Czech Republic)
    • 年月日
      2015-07-28
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Fluctuation Theorem for a Small Engine and Magnetization Switching by Spin Torque2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Utsumi, T. Taniguchi
    • 学会等名
      ISSP International Workshop on New Perspectives in Spintronic and Mesoscopic Physics (NPSMP2015)
    • 発表場所
      Institute solid state physics, Univ Tokyo, Kashiwa, (Japan)
    • 年月日
      2015-06-10
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 量子ポイントコンタクトのカレントの確率分布2015

    • 著者名/発表者名
      岡田大輝、内海裕洋
    • 学会等名
      日本物理学会第70回年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学早稲田キャンパス(東京)
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-24
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 外場で駆動された量子2準位系から散逸するエネルギー確率分布2015

    • 著者名/発表者名
      Philip Wollfarth,Alexander Shnirman,内海裕洋
    • 学会等名
      日本物理学会第70回年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学早稲田キャンパス(東京)
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-24
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 量子ポイントコンタクトの粒子流の確率分布と揺らぎの関係式2014

    • 著者名/発表者名
      岡田大輝、内海裕洋
    • 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(愛知県・春日井市)
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 非保存電流誘起スピントルクによる微小磁化反転と揺らぎの定理2014

    • 著者名/発表者名
      内海裕洋,谷口知大
    • 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(愛知県・春日井市)
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Steady-state current fluctuation theorem in the quantum electric transport2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Utsumi
    • 学会等名
      Nonlinear Physics at the Nanoscale:A Cross-Fertiliztion on Stochastic Methods, Max-Planck-Institut fur Physik komplexer System
    • 発表場所
      Dresden (Germany)
    • 年月日
      2014-05-12 – 2014-05-16
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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