量子ドット・ナノ物質系における強相関電子による量子輸送の理論的研究

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23540375
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物性Ⅰ
• 研究機関: 大阪市立大学
• 研究代表者: 小栗 章 大阪市立大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (10204166)
• 研究分担者: 阪野 塁 東京大学, 物性研, 助教 (00625022) ; 田中 洋一 アドバンスソフト株式会社, 研究員 ; HEWSON A. C. Imperial College, Department of Mathematics, Senior Research Investigator ; 島本 将志 大阪市立大学, 大学院・理学研究科, 大学院生 ; 粟根 美由紀 大阪市立大学, 大学院・理学研究科, 大学院生 ; 佐藤 泉 大阪市立大学, 大学院・理学研究科, 大学院生
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: 近藤効果 / 強相関電子系 / 量子ドット / 非平衡電流 / ショットノイズ / 超伝導 / アンドレーエフ散乱 / 数値くりこみ群

研究概要

量子輸送現象における電子相関の効果を解析的な方法，および計算機を用いた数値的方法の両方を駆使し詳細に調べた．従来とは異なるスケーリング法により軌道縮退の大きな極限からRPAを系統的に超える摂動展開方法の確立、および相互作用する不純物Anderson模型の非平衡Green関数の高バイアス極限における厳密解の発見など，解析的な方向から重要な成果が得られた．さらに，Hund結合がある場合における非平衡電流のショットノイズに対する微視的局所Fermi流体論による定式化，および超伝導接合系における近藤効果とAndreev散乱等の競合による低エネルギ―状態のクロスオーバーに関する数値研究に発展があった．

研究成果

• [雑誌論文] Exact interacting Green' s function for the Anderson impurity at high bias voltages (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Oguri and R. Sakano
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 88 ページ: 155424-1-15524-11
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.88.155424
  • 査読あり
• [雑誌論文] 1/(N-1) expansion approach to full counting statistics for the SU(N) Anderson model (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Oguri and R. Sakano
  • 雑誌名: Journal of the Korean Physical Society 巻: 63 ページ: 423-427
  • DOI: 10.3938/jkps.63.423
  • 査読あり
• [雑誌論文] 1/(N-1) expansion for an SU(N) impurity Anderson model : a new large-N scheme based on a perturbation theory in U (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Oguri, R. Sakano and T. Fujii
  • 雑誌名: Low-Dimensional Functional Materials(NATO Science for Peace and Security Series B : Physics and Biophysics), edited by R. Egger, D. Matrasulov, and K. Rakhimov ページ: 165-178
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interplay between Kondo and Andreev-Josephson effects in a quantum dot coupled to one normal and two superconducting leads (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Oguri, Yoichi Tanaka, and J. Bauer
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 87 ページ: 075432-1-075432-11
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.87.075432
  • 査読あり
• [雑誌論文] Full counting statistics for orbital-degenerate impurity Anderson model with Hund' s rule exchange coupling (2012)
  • 著者名/発表者名: R. Sakano, Y. Nishikawa, A. Oguri, A. C. Hewson, and S. Tarucha
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett 巻: 108 ページ: 266401-1-266401-4
  • DOI: 10.1103/PhysRevLett.108.266401
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crossover between two different Kondo couplings in side-coupled double quantum dots (2012)
  • 著者名/発表者名: Yoichi Tanaka, N. Kawakami and A. Oguri
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 85 ページ: 155314-1-155314-8
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.85.155314
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transport through a single Anderson impurity coupled to one normal and two superconducting leads (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Oguri, and Yoichi Tanaka
  • 雑誌名: J. Phys. Conference Series 巻: 391 ページ: 012146-1-012146-4
  • DOI: 10.1088/1742-6596/391/1/012146
  • 査読あり
• [雑誌論文] 量子ドットの近藤効果による非平衡電流の完全計数統計 (2012)
  • 著者名/発表者名: 阪野塁, 小栗章, 小林研介
  • 雑誌名: 固体物理 巻: 47 ページ: 475-485
  • URL: http://www.agne.co.jp/kotaibutsuri/kota1047.htm
  • 査読あり
• [雑誌論文] 1/(N-1) expansion for a finite U Anderson model away from half-filling (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Oguri
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 85 ページ: 155404-1-155404-7
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.85.155404
  • 査読あり
• [雑誌論文] 1/(N-1) expansion based on a perturbation theory in U for the Anderson model with N-fold degeneracy (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Oguri, R. Sakano, and T. Fujii
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 84 ページ: 113301-1-113301-4
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.84.113301
  • 査読あり
• [雑誌論文] Full counting statistics for SU(N) impurity Anderson model (2011)
  • 著者名/発表者名: R. Sakano, A. Oguri, T. Kato, and S, Tarucha
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 83 ページ: 241301-1-241301-4
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.83.241301
  • 査読あり
• [学会発表] 超伝導リードに接続された3角形3重量子ドットの量子相転移と基底状態の性質 (2014)
  • 著者名/発表者名: 佐藤泉, 小栗章
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 東海大学, 湘南
  • 年月日: 2014-03-28
• [学会発表] SU(N)近藤効果の1/(N-1)展開による研究 : Green関数のω依存性に対する軌道縮退の効果 (2014)
  • 著者名/発表者名: 粟根美由紀, 小栗章
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 東海大学, 湘南
  • 年月日: 2014-03-28
• [学会発表] バイアスを印加された近藤量子ドットのスピンカレント揺らぎ (2014)
  • 著者名/発表者名: 阪野塁, 小栗章
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 東海大学, 湘南
  • 年月日: 2014-03-28
• [学会発表] Double expansion with respect to U and 1/(N-1) for an SU(N) impurity Anderson model (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Oguri and M. Awane
  • 学会等名: American Physical Society March Meeting
  • 発表場所: Denver, USA
  • 年月日: 2014-03-03
• [学会発表] 軌道縮退Anderson模型1/(N-1)展開 : 量子ドット系の動的相関関数I (2013)
  • 著者名/発表者名: 粟根美由紀, 小栗章
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 徳島大学
  • 年月日: 2013-09-27
• [学会発表] 軌道縮退Anderson模型1/(N-1)展開 : 量子ドット系の動的相関関数II (2013)
  • 著者名/発表者名: 小栗章, 粟根美由紀
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 徳島大学
  • 年月日: 2013-09-27
• [学会発表] S=1近藤ドットにおける電流のスピン・軌道チャネル間相関 (2013)
  • 著者名/発表者名: 阪野塁, 小栗章, 西川裕規, A. C. Hewson
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 徳島大学
  • 年月日: 2013-09-27
• [学会発表] 近藤ドットによる電流中のエンタグルメ生成とベル型不等式 (2013)
  • 著者名/発表者名: 阪野塁, 小栗章, 西川裕規, A. C. Hewson, 加藤岳生
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 徳島大学
  • 年月日: 2013-09-27
• [学会発表] Correlations functions of an Anderson impurity at high energies (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Oguri and R. Sakano
  • 学会等名: International Conference on Strongly Correlated Electron Systems
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2013-08-06
• [学会発表] Cross-correlation of Nonequilibrium Current through a Quantum Dot with a Hund' s Rule Exchange Coupling (2013)
  • 著者名/発表者名: R. Sakano, A. Oguri, Y. Nishikawa, and A. C. Hewson
  • 学会等名: International Conference on Strongly Correlated Electron Systems
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2013-08-06
• [学会発表] アンダーソン量子ドットの高バイアス極限でのクーロン斥力による電流揺らぎII (2013)
  • 著者名/発表者名: 小栗章, 阪野塁
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 2013-03-27
• [学会発表] 異方的フント則結合のあるアンダーソン量子ドットの非平衡電流と普遍特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 阪野塁, 小栗章
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 2013-03-27
• [学会発表] 1/(N-1) expansion for an SU(N) impurity Anderson model : a new large-N scheme based on a perturbation theory in U (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Oguri, R. Sakano, and T. Fujii
  • 学会等名: Quantum Science of Strongly Correlated Systems Theory Forum : International Symposium on " Strongly Correlated Quantum Science"
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2013-01-27
• [学会発表] 1/(N-1) expansion for an SU(N) impurity Anderson model : a new large-N scheme based on a perturbation theory in U (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Oguri, R. Sakano, and T. Fujii
  • 学会等名: the NATO Advanced Research Workshop on Recent Trends in Energy Security : with Special Emphasis on Low-Dimensional Functional Materials
  • 発表場所: Tashkent, Uzbekistan
  • 年月日: 2012-10-15
• [学会発表] 軌道縮退Anderson模型に基づく完全計数統における電流保存と1/(N-1)展開 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小栗章, 阪野塁
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 横浜国立大学
  • 年月日: 2012-09-20
• [学会発表] アンダーソン量子ドットの高バイアス極限でのクーロン斥力による電流揺らぎ (2012)
  • 著者名/発表者名: 阪野塁, 小栗章
  • 学会等名: アンダーソン量子ドットの高バイアス極限でのクーロン斥力による電流揺らぎ
  • 発表場所: 横浜国立大学
  • 年月日: 2012-09-20
• [学会発表] 1/(N-1) expansion for a finite U Anderson model with an SU(N) symmetry (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Oguri and R. Sakano
  • 学会等名: International Conference on Magnetism
  • 発表場所: Busan, Korea
  • 年月日: 2012-07-09
• [学会発表] 軌道縮退Anderson模型の1/(N-1)展開 : ゲート電圧依存性および非平衡状態への拡張 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小栗章, 阪野塁, 藤井達也
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 関西学院大学
  • 年月日: 2012-03-24
• [学会発表] Hund則を有する量子ドット系の近藤効果による低バイアス非平衡電流II (2012)
  • 著者名/発表者名: 阪野塁, 西川裕規, 小栗章, A. C. Hewson, 樽茶清悟
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 関西学院大学
  • 年月日: 2012-03-24
• [学会発表] 3角形3重量子ドット系の近藤領域におけるAndreev散乱とJosephson電流 (2012)
  • 著者名/発表者名: 島本将志, 小栗章
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 関西学院大学
  • 年月日: 2012-03-24
• [学会発表] Nonequilibrium current in orbital-degenerate Anderson dot with a Hund rule' s coupling (2011)
  • 著者名/発表者名: R. Sakano, Y. Nishikawa, A. Oguri, A. C. Hewson, and S. Tarucha
  • 学会等名: The 26th Nishinomiya-Yukawa Memorial International Workshop on Novel Quantum States in Condensed Matter : Correlation, Frustration and Topology
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 2011-12-06
• [学会発表] 電子正孔対称・軌道縮退Anderson模型の1/(N-1)展開と非平衡近藤効果 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小栗章, 阪野塁, 藤井達也
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2011-09-24
• [学会発表] Hund則を有する量子ドット系の近藤効果による低バイアス非平衡電流 (2011)
  • 著者名/発表者名: 阪野塁, 小栗章
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2011-09-24
• [学会発表] 多端子Anderson量子ドット系の完全計数統とHanbury・Brown-Twiss効果 (2011)
  • 著者名/発表者名: 阪野塁, 小栗章, 加藤岳生, 樽茶清悟
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2011-09-24
• [学会発表] 3角形3重量子ドット系の近藤領域における近藤効果とAndreev散乱 (2011)
  • 著者名/発表者名: 島本将志, 小栗章
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2011-09-24
• [学会発表] Fermi Liquid Description for Andreev-Kondo Transport Through Quantum dot Coupled to Normal and Superconducting Leads (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Oguri and Yoichi Tanaka
  • 学会等名: International Conference on Strongly Correlated Electron Systems
  • 発表場所: Cambridge, UK
  • 年月日: 2011-08-31
• [備考] A. Oguri, Kondo Assisted Charge Redistribution in Mesoscale Multi-Orbital Systems, JPSJ Online News and Comments (December 10, 2012)
  • URL: http://dx.doi.org/10.7566/JPSJNC.9.18