| 研究課題/領域番号 |
15K05118
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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) |
2015-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | ナノチューブ |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、カーボンナノチューブや、量子ドットといった、量子閉じ込め効果が顕著に表れるメゾスコピック物質の量子伝導領域における物理現象を明らかにすることを目的としている。この目的のため、一電子状態および電子相関効果を理論的手法により研究している。
量子伝導に係わるエネルギー領域におけるナノチューブの電子状態を正確に理解するためには、一電子状態の定量的な解析が欠かせない。これまでの研究で構築した有効一次元格子模型は
微小ギャップやスピン軌道相互作用などの重要な微細構造の効果を取り込んでいる。この模型を詳しく解析することにより、アームチェア型と分類されるナノチューブ以外ではトポロジカルな端状態がエネルギーギャップ中に現れることを明らかとした。
また、ナノチューブに近接した超伝導体によりナノチューブ中の電子系に超伝導相関が誘起される状況に対し、ナノチューブ表面曲率により誘起されるスピン軌道相互作用によるヘリカル状態が存在する状況において、端付近にマヨラナ粒子が現れることとその詳細を数値的及び解析的手法により示した。
さらに、直列量子ドットに対して、これまでに開発した数値解析ソフトウェアを用いて電気伝導を詳しく解析することにより、温度上昇に伴いスピンブロッケードが誘起されることなどを、見いだした。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
一電子状態に対する詳しい解析を行うことにより、メゾスコピック系の電子相関効果の解析のための基礎的な知見を得ることが出来た。
超伝導相関によるトポロジカル端状態や、パウリ排他律による電流閉塞現象といった電子相関効果を明らかとした。
さらに、一次元格子模型に基づく数値計算プログラム開発をすすめており、これにより電子相関効果を計算することを可能としている。
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| 今後の研究の推進方策 |
引き続き、従来見逃されてきた顕著な一電子現象であるトポロジカル端状態に着目し、系に内在する未開拓な物理現象の詳細を調べる。
また、開発中のソフトウェアなどにより数値的および解析的な手法により、低エネルギーにおける電子相関効果の研究を推進する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
研究遂行のための計算機関連機器等の物品購入費や旅費が当初計画より下回った事により次年度使用額が生じた。
引き続き研究討論や成果発表のための旅費や計算機関連の物品費として使用する予定である。
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