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2010 年度 実績報告書

経路積分モンテカルロ法によるメゾスコピック素子の動的応答解析

研究課題

研究課題/領域番号 21740220
研究機関東京大学

研究代表者

加藤 岳生  東京大学, 物性研究所, 准教授 (80332956)

キーワード物性理論 / メゾスコピック系 / 量子ドット / 量子コンピュータ / 量子細線
研究概要

まず前年度までに行ってきた、分数量子ホール効果のエッジ状態で作成された量子ドットの動的抵抗の研究を継続して行い、特に量子ドットのゲート電圧に環境ノイズが加わった場合について考察を行った。その結果、環境ノイズの影響によっても量子相転移が生じることを明らかにし、その相図の概要を求めた。また同じく分数量子ホール効果で作成された量子ポイントコンタクトのショットノイズについて、有限温度でのショットノイズの定式化拡張を行い、有効電荷の温度・バイアス依存性を詳細に議論した。この有限温度のショットノイズ特性から、分数電荷励起の統計性についての情報が得られることも指摘した。
動的抵抗および非平衡ショットノイズの研究に一定のめどがたったことから、次の目標として量子ドットからの単一電子注入に着目した。当初は数値計算手法によるアプローチを計画していたが、量子光学で用いられている手法が有効ではないかと考え、量子光学分野の理論家(越野和樹氏)と共同研究を立ち上げることとした。手始めとして、光学キャビティ・量子ドット複合系で、量子ドットの励起状態からの単一光子生成のプロセスに着目した。これまでほとんど取り扱われてこなかった環境によるデコヒーレンスの効果を有効ボゾン模型で記述し、2粒子干渉プロセスで重要となる生成光子の純粋度をはじめて評価した。また得られた結果は、量子ゼノ効果・量子反ゼノ効果としても理解できることを示した。平成23年度では、この手法を量子ドット・量子ホール効果エッジ状態の複合系へ拡張する予定である。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Dynamic response of a mesoscopic capacitor in the presence of strong electron interactions2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Hamamoto, T.Janckheere, T.Kato, T.Martin
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 81 ページ: 153305(1-4)

    • 査読あり
  • [学会発表] 単一光子源に対する純位相緩和の影響2011

    • 著者名/発表者名
      伊輿田英輝, 加藤岳生, 越野和樹
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      新潟大学
    • 年月日
      2011-03-25
  • [学会発表] Fractional Statistics in the Hierarchical Fractional Quantum Hall States and Shot Noise at Finite Temperature2011

    • 著者名/発表者名
      E.Iyoda, T.Fujii, T.Kato
    • 学会等名
      International Symposium on Nanoscale Transport and Technology
    • 発表場所
      NTT物性科学基礎研究所(厚木)
    • 年月日
      2011-01-11
  • [学会発表] 分数量子ホール系のエッジ状態間トンネルにおける有効電荷の温度依存性(2)2010

    • 著者名/発表者名
      伊與田英輝, 藤井達也, 加藤岳生
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      九州工業大学
    • 年月日
      2010-09-25
  • [学会発表] Quantum phase transition of dynamical resistance in a mesoscopic capacitor2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Hamamoto, T.Janckheere, T.Kato, T.Martin
    • 学会等名
      The 19th International Conference on the Application of High Magnetic Fields in Semicondoctor Physics and Nanotechnology (HMF-19)
    • 発表場所
      福岡国際会議場
    • 年月日
      2010-08-03
  • [備考]

    • URL

      http://kato.issp.u-tokyo.ac.jp/

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公開日: 2013-06-26  

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