公募研究
新学術領域研究(研究領域提案型)
本研究は、電子波-電子波結合系や電子波-電子スピン結合系における量子もつれの電気的制御を対象としている。電子波-電子波結合に関しては、クーロン相互作用を利用して干渉計中の2つの電子波（2粒子）を結合させ、量子もつれを生成する実験系をデザインした。アハロノフボーム(AB)リングとトンネル結合量子細線から構成される2経路干渉計に、二つの電極から電子波を注入する。ABリングの同じアーム(同じ経路)における電子間相互作用によって生じる量子もつれを電流雑音測定によって捉える。本年度は、この電流雑音測定による量子もつれの検証を目指していたが、冷凍機の故障のために測定系の立ち上げに想定外の時間がかかり、測定までは進めなかった。一方で、可視度の改善を目指して干渉計のデザインを更新し、試料作製を行った。また、複数の電子波を別の方向から干渉計に注入する場合についてもモデル計算を行い、その場合にも量子もつれを検証できることを示した。電子波-電子スピンの結合に関しては、前年度に、ファブリペロー干渉計と接続した近藤相関のある量子ドットを用いた電気伝導実験によって、近藤雲の広がりを検証することに成功しており、既に目標を達成している。当年度は、電子波を介した2つの離れた電子スピンの結合について検討した。現実的なパラメータ下で、各スピンを遮蔽する近藤効果とスピン間に相関をもたらすRKKY相互作用が競合し、その量子相転移を電気的に制御できる可能性を示した。そして、その実証のための測定試料の作製を行った。また、近藤雲の検証実験で用いた、量子干渉を利用した近藤温度の変調を利用して、近藤雲形成のダイナミクスを検証する実験についても検討を行った。
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
すべて 2020 2019 2018 その他
すべて 国際共同研究 (8件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 13件、 招待講演 5件) 備考 (2件)
Nature
巻: 579 号: 7798 ページ: 210-213
10.1038/s41586-020-2058-6
応用物理
巻: 88 ページ: 96-100
130007709435
https://cems.riken.jp/jp/laboratory/qedru
https://www.cems.riken.jp/jp/laboratory/qedru
