研究課題
実験グループに協力し、カーボンナノチューブ量子ドットの近藤効果による非平衡電流と電流揺らぎ観測された実験データの理論解析を行い、非平衡電流、ショットノイズ、有効電荷の実験観測に成功した。特に端子間に電圧を印加した非平衡状態で、局所フェルミ流体状態の残留相互作用が準粒子対を形成し電流ノイズが増幅することを、理論と詳しく比較検証することにより、精密に観測することに成功した。さらに、近藤エネルギースケールを超えるバイアス領域での、非自明な電流揺らぎの増幅について議論を行った。このエネルギー領域で有用な、場の理論の手法を用いた原子極限からの摂動展開を用いて解析を行い、平均電流、電流ノイズの振る舞いは実験と定性的に説明した。この結果、軌道分裂とクーロン斥力に起因した共鳴トンネル効果が電流、電流ノイズの主要な寄与であることが明らかになった。しかし、まだ実験でみられる平均電流とノイズの比の非自明な増幅については、説明できていない。この問題は中間エネルギー領域での電子相関特性が反映されているものと予想され、中間エネルギー領域の特性解明の新しい切り口となると考える。さらに、前年までの近藤効果の起こった二重量子ドットの低エネルギー状態のチャンネル間の電流のスピンの量子縺れ状態をベルの不等式で評価する理論解析を継続した。特に完全計数統計を使った解析により、強磁性交換相互作用の強い極限では電流中には一重項と三重項の準粒子対が形成されるが、三重項対では粒子、正孔の組で生成されるためにベル相関が打ち消してしまう。結果として一重項のみがベル相関に寄与し、二粒子のベル相関と等価になることがわかった。本研究では非平衡の電流ノイズをとおしてみえる、電流中に形成された電子多体効果について議論して来た。特に多体状態の励起状態に形成された相関する準粒子の性質を調べることは、電子相関の基礎的理解において重要である。
「不思議な量子液体の挙動 世界最高水準技術で解明 －阪大などの研究グループが世界初－」、科学新聞（2015年12月11日 1面）
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Nature Physics
巻: 12 ページ: 230-235
10.1038/nphys3556
http://www.issp.u-tokyo.ac.jp/issp_wms/DATA/OPTION/release20151124.pdf
http://news.mynavi.jp/news/2015/11/24/478/
