量子ドット系における非平衡多体状態の数値計算手法開発

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24540316
• 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)
• 研究分担者: 阪野 塁 東京大学, 物性研究所, 助教 (00625022)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: メゾスコピック系 / 近藤効果 / 非平衡統計力学 / 物性理論 / 量子ドット

研究実績の概要

平成26年度は、強い交流外場下での非平衡アンダーソン模型の電流ノイズに関して、非平衡グリーン関数による定式化およびバーテックス補正の表式を導出を行った。ハートリー近似による交流外場下の電流ゆらぎについて計算を行うとともに、オンサーガー関係式の非平衡状態への拡張を利用して有効温度を定義し、計算結果が有効温度を用いてよく理解されることを示した。並行して、量子ドットと量子ホール効果のエッジ状態を利用した単一電子注入における位相緩和の効果を、量子光学の分野で用いられるinput-output理論を用いて計算した。以上の2つの研究結果は原著論文としてまとめられ出版された。これらの成果は、メゾスコピック系の動的現象という新しい研究テーマに対して、理論的な側面から光をあてる重要な成果であると考える。このほかに、ベーテ仮説解を用いた近藤状態の量子クエンチ現象の解析、フォノン熱浴による近藤効果の非オーミック熱浴への拡張などの研究が進行中であるが、年度内に論文を出版するにいたらなかった。共同研究者の阪野塁は高バイアス領域の非平衡状態について、非平衡グリーン関数を用いた厳密な計算手法を確立し、論文として公表した。
全体として、当初掲げた数値計算手法の開発そのものは、その基礎づけまでは完了したものの、実際の実装にはさらなる研究が必要であることが判明した。そこで、最終年度においては、より実行可能な研究テーマへの展開をはかった結果、十分な成果を挙げたものと考える。

研究成果

• [雑誌論文] Effects of Coulomb interaction on photon-assisted current noise through a quantum dot (2015)
  • 著者名/発表者名: T. J. Suzuki and T. Kato
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 91 ページ: 165302(1-12)
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.91.165302
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Exact Green’s function for a multiorbital Anderson impurity at high bias voltages (2015)
  • 著者名/発表者名: A. Oguri and R. Sakano
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 91 ページ: 115429(1-14)
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.91.115429
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Dephasing in single-electron generation due to environmental noise probed by Hong-Ou-Mandel interferometry (2014)
  • 著者名/発表者名: E. Iyoda, T. Kato, K. Koshino and T. Martin
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 89 ページ: 205318(1-8)
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.89.205318
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] 量子ドット系における非平衡近藤効果と電流ゆらぎの理論研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 阪野塁
  • 学会等名: 日本物理学会第７０回年次大会
  • 発表場所: 早稲田大学（東京都新宿区）
  • 年月日: 2015-03-24
  • 招待講演
• [学会発表] 単一電子生成における位相緩和の効果 (2015)
  • 著者名/発表者名: 伊與田英輝, 加藤岳生, 越野和樹, Thierry Martin
  • 学会等名: 日本物理学会第７０回年次大会
  • 発表場所: 早稲田大学（東京都新宿区）
  • 年月日: 2015-03-22
• [学会発表] 多軌道量子ドットの近藤効果における軌道分裂の効果 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小栗章, 阪野塁, 吉井涼輔, Meydi Ferrier, 荒川智紀, 秦徳郎, 藤原亮, 小林研介
  • 学会等名: 日本物理学会第７０回年次大会
  • 発表場所: 早稲田大学（東京都新宿区）
  • 年月日: 2015-03-22
• [学会発表] ショット雑音を用いたカーボンナノチューブ量子ドットにおける近藤効果の研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 荒川智紀, 秦徳郎, 藤原亮, 小林研介, Meydi Ferrier, Raphaelle Dalagrange, Richard Deblock, Helene Bouchiat, 阪野塁, 小栗章
  • 学会等名: 日本物理学会第７０回年次大会
  • 発表場所: 早稲田大学（東京都新宿区）
  • 年月日: 2015-03-22
• [学会発表] カーボンナノチューブ量子ドットにおけるショットノイズ測定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 藤原亮, 秦徳郎, 吉井涼輔, 荒川智紀, 小林研介, Meydi Ferrier, Raphaelle Dalagrange, Richard Deblock, Helene Bouchiat, 阪野塁, 小栗章
  • 学会等名: 日本物理学会第７０回年次大会
  • 発表場所: 早稲田大学（東京都新宿区）
  • 年月日: 2015-03-22
• [学会発表] 近藤ドットの線形電流ノイズと電流の普遍性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 阪野塁, 小栗章, Meydi Ferrier, 荒川智紀, 秦徳郎, 藤原亮, 小林研介
  • 学会等名: 日本物理学会2014年秋季大会
  • 発表場所: 中部大学（愛知県春日井市）
  • 年月日: 2014-09-08
• [学会発表] カーボンナノチューブ量子ドット系におけるSU(2)およびSU(4)近藤効果の観測 (2014)
  • 著者名/発表者名: 秦徳郎, 荒川智紀, 藤原亮, 小林研介, Meydi Ferrier, Raphaelle Delagrange, Richard Deblock, Helene Bouchiat, 阪野塁, 小栗章
  • 学会等名: 日本物理学会2014年秋季大会
  • 発表場所: 中部大学（愛知県春日井市）
  • 年月日: 2014-09-08
• [学会発表] SU(2)およびSU(4)近藤効果のスケーリングに関する実験的研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: Meydi Ferrier, 荒川智紀, 秦徳郎, 藤原亮, 小林研介, Raphaelle Delagrange, Richard Deblock, Helene Bouchiat, 阪野塁, 小栗章
  • 学会等名: 日本物理学会2014年秋季大会
  • 発表場所: 中部大学（愛知県春日井市）
  • 年月日: 2014-09-08
• [学会発表] SU(2)およびSU(4)近藤状態における非平衡電流ゆらぎ (2014)
  • 著者名/発表者名: 荒川智紀, 秦徳郎, 藤原亮, 小林研介, Meydi Ferrier, Raphaelle Delagrange, Richard Deblock, Helene Bouchiat, 阪野塁, 小栗章
  • 学会等名: 日本物理学会2014年秋季大会
  • 発表場所: 中部大学（愛知県春日井市）
  • 年月日: 2014-09-08
• [学会発表] 軌道縮退Anderson模型のGreen関数: 1/(N-1)展開, NRG, NCA, 高温極限厳密解による解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小栗章, 阪野塁
  • 学会等名: 日本物理学会2014年秋季大会
  • 発表場所: 中部大学（愛知県春日井市）
  • 年月日: 2014-09-08
• [備考] 物性研究所加藤研究室（公式ページ）
  • URL: http://www.issp.u-tokyo.ac.jp/maincontents/organization/labs/kato_group.html
• [備考] 物性研究所加藤研究室（研究室で管理しているページ）
  • URL: http://kato.issp.u-tokyo.ac.jp/