2003 Fiscal Year Annual Research Report
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14540294
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
吉岡 大二郎 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 教授 (30114713)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
柴田 尚和 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 助手 (40302385)
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| Keywords | 2次元電子系 / 量子ホール効果 / 二層量子ホール系 / 強磁性 / 密度波状態 / ストライプ状態 / 強磁場 |
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| Research Abstract |
二層系に対して前年度は占有率1及び,2/3での二層が対称的な場合の基底状態,励起状態の研究を行ったが,今年度は,二層が非対称な場合,即ち,二層のランダウ指数が異なる場合の基底状態の研究を行った.このような状況は占有率が3,または4で実現し,実験が行われている.層の自由度を擬スピン表示した場合,対称な二層系がXY型の強磁性模型で記述できるのに対し,非対称な場合にはIsing型の強磁性模型となり,層間の静電ポテンシャルの差は容易軸方向の外部磁場を表すことになる.この系に対して厳密対角化法と平均場近似という2つの方法で基底状態の研究を行った.この結果,層間距離を変化させた場合に,2種類のストライプ相が実現することを明かにした.一つの状態での両層の電荷密度の様子は,両層で尾根と谷が互い違いになる直感的に理解しやすいものであるが,他方では両方の尾根が一致する.これらの相の実現条件,また非直感的な基底状態が実現する原因についても明らかにすることができた.
この他の研究として,二層系を理解するには一層系について更に深く理解する必要があるとの観点から,最低ランダウ準位での基底状態の研究を続け,ここで理論的に予想されるストライプ状態の相互作用依存性について,Haldaneの擬ポテンシャルの立場から調べ,二次元面に垂直方向の波動関数の広がりが小さい場合にのみストライプが実現すること,その理由は擬ポテンシャルの実空間での振る舞いから理解できることを明らかにした.(研究の一部は投稿中)
また,端状態や,分数量子ホール効果状態での準粒子の性質に関する研究として,実験的に見つかったショットノイズによって計られる準粒子の電荷が占有率が2/5の場合には温度変化を示すという事実に対して理論的な考察を行い,従来からの分数量子ホール効果状態の理解の延長上で自然に温度変化が理解できることを明らかにした.(投稿準備中)
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Research Products
(4 results)
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[Publications] N.Shibata, D.Yoshioka: "Ground State Phase Diagram of 2D Electrons in High Magnetic Field"J.Phys.Soc.Japan. 72・3. 664-672 (2003)
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[Publications] K.Nomura, D.Yoshioka, T.Jungwirth, A.H.MacDonald: "Numerical investigation on asymmetric bilayer system at integer filling factor"Physica E. in press. (2004)
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[Publications] N.Shibata, D.Yoshioka: "Ground state phase diagram of 2d electrons in high magnetic filed"Physica E. in press. (2004)
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[Publications] N.Shibata, D.Yoshioka: "Stripes in the Lowest Landau Level"J.Phys.Soc.Japan. 73・1. 1-4 (2004)
