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2019 年度 実績報告書

相対論的電子を有する有機導体を用いた量子エンタングルメント開拓

研究課題

研究課題/領域番号 18K18739
研究機関東邦大学

研究代表者

田嶋 尚也  東邦大学, 理学部, 教授 (40316930)

研究分担者 西尾 豊  東邦大学, 理学部, 教授 (20172629)
森成 隆夫  京都大学, 人間・環境学研究科, 教授 (70314284)
須田 理行  分子科学研究所, 協奏分子システム研究センター, 助教 (80585159)
研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2020-03-31
キーワード有機ディラック電子系 / 量子エンタングルメント / ランダウ準位準位交差 / カイラル量子異常
研究実績の概要

本研究課題では、a-(BEDT-TTF)2I3にキャリアを注入し、低温・磁場下においてゼーマン分裂とバレー分裂したランダウ準位の準位交差近傍に量子エンタングルメントを生成し、電気的・熱的性質から検出することを目的とする。以下が本年度の成果である。
・田嶋(研究代表者):本研究では、ランダウ準位交差近傍で量子エンタングルメントの検出を電気的性質・熱的性質から試みた。しかし、量子エンタングルメントが関与したと思われる現象は得られたものの、それを決定つける結果は得られなかった。しかし、この研究を通して、予期せぬ発見があった。低温・静磁場下(ある磁場角度)で電流や電場を印加しなくても発生する巨大な起電力を検出した。この系はカイラル対称性が破れていることが示唆され、森成による理論結果でよく説明できる。なお、この成果は論文にまとめ、現在投稿中である。
・西尾(分担者):量子ネルンスト効果現象を観測することに成功した。
・須田(分担者):PEN基板の表面電荷の不均化を極力小さくしたデバイスを作製した。
・森成(分担者):量子エンタングルメント効果を調べるうえで,スピン-軌道相互作用効果を取り入れてランダウ準位構造を調べる必要があった。この系では非自明な形で時間反転対称性と空間反転対称性が破れることを明らかにした。ディラック電子間の交換相互作用効果がこれらの対称性が破り、新奇なディラック半金属状態が実現するのである。さらに、層間の電子のホッピングがコヒーレントになる低温領域においては、3次元ディラック半金属状態が実現している可能性が示唆され、田嶋が発見した異常な磁場下起電力はこのモデルによる量子異常の物理と関連して理解できる。この成果については、論文にまとめ、現在投稿中である。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 学会発表 (10件) (うち招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [学会発表] 有機ディラック電子系へのキャリア注入と量子現象2020

    • 著者名/発表者名
      田嶋尚也
    • 学会等名
      埼玉大学大学院理工学研究科セミナー
    • 招待講演
  • [学会発表] α-BETS2I3の基板上薄片結晶における量子振動の観測2020

    • 著者名/発表者名
      川椙義高, 上辺将士, 増田光, 田嶋尚也, 山本浩史, 加藤礼三, 西尾豊, 梶田晃示
    • 学会等名
      日本物理学会第75回年次大会
  • [学会発表] 有機ディラック電子系の面内磁気抵抗効果2020

    • 著者名/発表者名
      小原遼太郎, 川椙義高, 加藤礼三, 内藤俊雄, 西尾豊, 梶田晃示, 田嶋尚也
    • 学会等名
      日本物理学会第75回年次大会
  • [学会発表] 有機ディラック電子系における量子輸送現象の圧力効果2020

    • 著者名/発表者名
      鵜野澤佳成, 川椙義高, 須田理行, 山本浩史, 加藤礼三,西尾豊, 梶田晃示, 田嶋尚也
    • 学会等名
      日本物理学会第75回年次大会
  • [学会発表] 3次元有機トポロジカル半金属におけるカイラル量子異常の実験2020

    • 著者名/発表者名
      田嶋尚也, 鵜野澤佳成, 小原遼太郎,川椙義高, 加藤礼三,西尾豊, 梶田晃示
    • 学会等名
      日本物理学会第75回年次大会
  • [学会発表] α-(BETS)2I3とα-(BEDT-STF)2I3の輸送特性2019

    • 著者名/発表者名
      田嶋尚也
    • 学会等名
      分子研研究会「分子有機ディラック電子系におけるトポロジカル現象と新奇物性開拓」
  • [学会発表] 有機ディラック電子系におけるスピン-軌道相互作用と電子相関効果2019

    • 著者名/発表者名
      森成隆夫
    • 学会等名
      分子研研究会「分子有機ディラック電子系におけるトポロジカル現象と新奇物性開拓」
  • [学会発表] 有機ディラック電子系の高磁場下輸送現象2019

    • 著者名/発表者名
      鵜野澤佳成, 川椙義高, 須田理行, 山本浩史, 加藤礼三, 木俣基, 西尾豊, 梶田晃示, 田嶋尚也
    • 学会等名
      日本物理学会2019年秋季次大会
  • [学会発表] 有機ディラック電子系α-(BETS)2I3とα-(BEDT-STF)2I3の輸送特性2019

    • 著者名/発表者名
      小原遼太郎, 川椙義高, 加藤礼三, 西尾豊, 梶田晃示, 田嶋尚也
    • 学会等名
      日本物理学会2019年秋季次大会
  • [学会発表] 有機ディラック電子系の量子輸送現象2019

    • 著者名/発表者名
      田嶋尚也
    • 学会等名
      京都大学人間環境学研究科セミナー
    • 招待講演
  • [備考] 東邦大学理学部物理学科物性物理学教室HP

    • URL

      http://www2.ph.sci.toho-u.ac.jp/tajima/index.html

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公開日: 2021-01-27  

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