| 研究領域 | ハイブリッド量子科学 |
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| 研究課題/領域番号 |
18H04282
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
泉田 渉 東北大学, 理学研究科, 助教 (20372287)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円)
2019年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2018年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
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| キーワード | ナノチューブ / スピン / スピン軌道相互作用 |
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| 研究成果の概要 |
マヨラナ粒子出現の舞台としてこれまで余り調べられてこなかったカーボンナノチューブに着目してマヨラナ粒子が現れる条件を理論的に明らかにすること、さらに、マヨラナ粒子状態の安定性にも関連する電子相関などにも着目し、系に内在する未開拓な物理現象の詳細を調べ低エネルギーにおけるカーボンナノチューブの物性の詳細を調べた。国際共同研究も展開することにより、曲率誘起のスピン軌道相互作用と超伝導相関の結果としてナノチューブ端にマヨラナ粒子が現れうることとその詳細を数値的及び解析的手法により示し、また、電子相関によりトポロジカルな端状態に局在したスピンが生じること及びスピン間の相互作用の詳細を明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究により、カーボンナノチューブや半導体微細加工によるハイブリッド量子構造において、ナノチューブの結晶格子構造や電子相関に由来するトポロジカルな性質や電子スピンに関連する物性などに未知の諸現象が存在することが明らかとなった。さらには電子スピンを用いた新たな機能素子としての可能性も明らかとなった。これらの性質は、量子コンピュータやナノ機械構造など次世代電子素子としての新機能を示すことにも繋がる。これらが、本研究成果の学術的意義・社会的意義として挙げられる。
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