| 研究実績の概要 |
本研究の目的は、量子ドット系における多彩な近藤効果の全貌を解明することである。特に、電流ゆらぎ測定を用いて、その非平衡状態での伝導ダイナミクスに注目する。この目的を達成するために、今年度は、カーボンナノチューブ量子ドットを用いて、「2重縮退近藤効果(SU(2)近藤効果)」およびスピン縮退と軌道縮退の2つが反映された「4重縮退近藤効果(SU(4)近藤効果)」を主な対象として研究を行った。
採用前年度に、理想的な2重縮退近藤状態および4重縮退近藤状態を得ることができた。本年度は、これらの状態において電流ゆらぎ測定を行い、後方散乱過程に由来するファノ因子を得た。その結果、近藤状態に電子を1つ打ち込むと、2電子の散乱過程が起きる「2電子後方散乱」を検出することができた。また、得られたファノ因子は2重縮退近藤状態および4重縮退近藤状態で異なっていたが、それらの値は理論予想値と定量的に一致することがわかった。
本研究の意義は、非平衡領域において、典型的な量子多体現象である近藤効果を、理論予想を定量的に検証するレベルの精密さで実験的に調べたことである。本研究で得られた定量的な情報をもとにして、非平衡状態における様々な近藤効果の理論的および実験的解明に一層拍車がかかることが予想される。さらには、重い電子系などにおける近藤効果は勿論、他の量子多体現象を解明する手掛かりや試金石となることが期待される。
本研究成果は、2016年にNature Physics誌に発表された(M. Ferrier, T. Arakawa, T. Hata et al., Nat. Phys. 12, 230 (2016).)。
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