電子波の量子干渉効果の理論

1990 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 02251102
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 安藤 恒也 東京大学, 物性研究所, 教授 (90011725)
• 研究分担者: 興地 斐男 大阪大学, 工学部, 教授 (20029002) ; 片山 信一 新潟大学, 教養部, 助教授 (30018270) ; 小野 嘉之 東邦大学, 理学部, 助教授 (30011761) ; 伊澤 義雅 広島大学, 工学部, 助教授 (10006265) ; 福山 秀敏 東京大学, 物性研究所, 教授 (10004441)
• キーワード: バリスティック伝導 / アハロノフ・ボ-ム効果 / ジョセフソン効果 / 量子ホ-ル効果 / 量子細線 / アンダ-ソン局在 / コンダクタンスのゆらぎ / 量子ポイントコンタクト

研究概要

[1]超伝導とメゾスコピック系
二つの超伝導体に挟まれた通常金属の微小リング構造において,アハラノフ・ボ-ム磁束によりジョセフソン電流に現れる振動を理論的に研究し,一電子アハラノフ・ボ-ム効果のhc/e振動と超伝導の場合のhc/2e振動が複雑に競合することを示した。
[2]バリスティック伝導の研究
量子ポイントコンタントにおけるコンダクタンスの量子化,量子ポイントコンタクトから発射される電子の角度分布,一部にくびれや広がり構造を持つ細線のコンダクタンスなどの計算を行った.また磁場中でグリ-ン関数を用いたバリスティック伝導の計算方法の開発や電子が狭い領域から広い領域へ放出される時の波動関数の計算を行った.開放系の電気伝導を扱うためにWigner分布関数による方法や非平衡グリ-ン関数の方法について考察した.
[3]強磁場下の量子細線と量子ホ-ル効果
強磁場下の量子細線における端状態とランダウ準位の混合効果を明かにし,さらにホ-ル電流の空間分布について理論的考察を加えた.また,電子の波動関数のフラクタル性にていて考察した.
[4]量子ホ-ル効果細線の遠赤外透過スペクトル
多重量子細線のプラズマ振動による遠赤外線の透過率を計算し,その偏光特性および磁場依存性を明らかにした.
[5]アンダ-ソン局在等
超伝導薄膜などで観測される超伝導ー絶縁体転移をストリング理論の観点から研究した.局在長の臨界指数の高次計算をこの方法で実行した.湾曲した2次元面に束縛された電子の運動について考察し,湾曲の効果が電子に引力の有効ポテンシャルとして働くことを示した.

研究成果

• [文献書誌] H.Akera: "Current Distribution and Hall Resistance in Quantum Wires" Surf.Sci.229. 268-270 (1990)
• [文献書誌] H.Akera: "Theory of the Hall Effect in Quantum Wires:Effects of Scattering" Phys.Rev.B. 41. 11967-11977 (1990)
• [文献書誌] T.Ando: "Edge States in Quantum Wires in High Magnetic Fields" Phys.Rev.B. 42. 5626-5634 (1990)
• [文献書誌] H.Yoshioka: "Proximity Effect in a Mesoscopic Ring Structure" J.Phys.Soc.Jpn.59. 3065-3068 (1990)
• [文献書誌] H.Yoshioka: "Mesoscopics and Superconductivity" J.Phys.Soc.Jpn.
• [文献書誌] Y.Isawa: "Electron Number Density and Current Density in OneーDimensional Ballistic Channels" J.Phys.Soc.Jpn.60. 33-36 (1991)
• [文献書誌] Y.Isawa: "Wigner Distribution Function and its Application to OneーDimensional Ballistic Channels" J.Phys.Soc.Jpn.
• [文献書誌] T.Ohtsuki: "Current Distributions in Quantum Hall Effect II.Gate Barrier Effect" J.Phys.Soc.Jpn.59. 637-648 (1990)
• [文献書誌] S.Fukuda: "Anisotropic Fractal Dimensionality of Electronic States in Confined Two Dimensional System Subject to Strong Magnetic Field" J.Phys.Soc.Jpn.59. 2409-2413 (1990)
• [文献書誌] Y.Ono: "Analysis of Two Dimensional Electronic States in Strong Magnetic Field by Random Matrix Model" J.Phys.Soc.Jpn.60. 270-279 (1991)
• [文献書誌] S.Hikami: "Anderson localization in a superstring model representation" Physica A. 167. 149-162 (1990)
• [文献書誌] S.Katayama: "Interference Effects on Optical Spectra of Mahan Exciton in Semiconductor Quantum Wells" Prog.Theor.Phys.Suppl.101. 205-213 (1990)
• [文献書誌] S.Katayama: "FarーInfrared Transmission Spectra of Laterally Confined 2D Plasma in Quantum Wires" J.Phys.Soc.Jpn.60. (1991)
• [文献書誌] A.Nakamura: "Wave Functions around the Injector of the TwoーDimensional Electron System" J.Phys.Soc.Jpn.60. (1991)
• [文献書誌] H.Kasai: "Effects of Convining Geometry on Ballistic Transport in Quantum Wires" J.Phys.Soc.Jpn.
• [文献書誌] S.Hikami: "Quantum Coherence in Mesoscopic Systems" Plenum Publishing Company, (1991)