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2010 Fiscal Year Annual Research Report

半導体ナノ構造における量子相関の生成と検出

Research Project

Project/Area Number 19674001
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

小林 研介  京都大学, 化学研究所, 准教授 (10302803)

Keywordsメゾスコピック系 / 局在 / 量子雑音
Research Abstract

1. 量子系における「揺らぎの定理」:物理学においては、系の応答を記述する理論として線形応答理論が確立しているが、その限界を超えて非平衡系をよりよく理解しようという試みが長年行われてきた。その一つが「揺らぎの定理」である。我々は、電子干渉計を用いて量子雑音の精密測定を行い、実験的に非線形性と非平衡性を定量的に結びつける関係式を見いだした。さらに、微視的可逆性という揺らぎの定理の大前提になっている仮定が実際に成立していることを検証することに成功した。
2. 近藤状態における2粒子散乱の観測:我々は、半導体を微細加工することによって、大きさが数100nm程度の領域に数十個の電子を閉じ込めた人工原子を作製した。その人工原子中に単一スピンを作り出し、近藤効果を引き起こすことに成功した。さらに、独自の高精度の電流揺らぎ測定を行い、近藤状態によって電子が散乱される様子を調べた。その結果、一つの電子が打ち込まれると、人工原子から複数の電子が散乱されてくるという二粒子散乱過程の検出に成功した。これは、近藤効果によって形成された量子多体状態に特有の散乱現象である。このような研究は、固体素子上の人工原子に電子を衝突させることによって量子多体状態の内部構造を探るという「衝突実験」であり、近藤効果の研究に新展開をもたらすものと期待される。さらには散乱された二粒子を用いてエンタングルメントの生成を行える可能性もある。

  • Research Products

    (18 results)

All 2011 2010 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (11 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Fluctuation Theorem and Microreversibility in a Quantum Coherent Conductor2011

    • Author(s)
      S.Nakamura, et al.
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 83 Pages: 155431-1-155431-7

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Evolution of the Kondo effect in a quantum dot probed by shotnoise2011

    • Author(s)
      Y.Yamauchi, et al.
    • Journal Title

      Physical Review Letters

      Volume: 106 Pages: 176601-1-176601-4

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Observation of Full Shot Noise in CoFeB/MgO/CoFeB-based Magnetic Tunneling Junctions2010

    • Author(s)
      K.Sekiguchi, et al.
    • Journal Title

      Applied Physics Letters

      Volume: 96 Pages: 252504-1-252504-3

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 半導体ナノ構造における電流揺らぎの研究2010

    • Author(s)
      小林研介
    • Journal Title

      技術情報誌「TELECOM FRONTIER」

      Volume: 69 Pages: 15-29

  • [Journal Article] Non-equilibrium transport in a quantum wire in the quantum Hall regime

    • Author(s)
      K.Chida, et al.
    • Journal Title

      Journal of Physics : Conference Series

      Volume: (掲載確定)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Dispersive lineshape of the resistively detected NMR in a quantum wire in the quantum Hall regime

    • Author(s)
      K.Chida, et al.
    • Journal Title

      AIP Conference Proceeding Series

      Volume: (掲載確定)

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 半導体量子系における非平衡電流雑音2011

    • Author(s)
      小林研介
    • Organizer
      第4回DYCEシンポジウム
    • Place of Presentation
      京都大学(招待講演)
    • Year and Date
      2011-01-06
  • [Presentation] 半導体量子系における『ゆらぎの定理』の検証実験2010

    • Author(s)
      小林研介
    • Organizer
      基研研究会「非平衡系の物理-非平衡ゆらぎと集団挙動-」
    • Place of Presentation
      京都大学基礎物理学研究所(招待講演)
    • Year and Date
      20101118-20101120
  • [Presentation] Shot noise measurement in a non-equilibrium quantum wire in the integer quantum Hall regime2010

    • Author(s)
      K.Chida, M.Hashisaka, Y. Yamauchi, S.Nakamura, T.Arakawa, T.Machida, K.Kobayashi, T.Ono
    • Organizer
      the 19th International Conference on the Application of High Magnetic Fields in Semiconductor Physics and Nanotechnology
    • Place of Presentation
      Fukuoka, Japan
    • Year and Date
      20100801-20100806
  • [Presentation] Large Positive Magnetoresistive Effect Induced by the Space-Charge Effect in Silicon2010

    • Author(s)
      Kensuke Kobayashi
    • Organizer
      the 30th International Conference on Physics of Semiconductors
    • Place of Presentation
      Seoul, Korea(招待講演)
    • Year and Date
      20100725-20100730
  • [Presentation] Nonequilibrium fluctuation relations in a quantum coherent conductor2010

    • Author(s)
      Shuji Nakamura, Yoshiaki Yamauchi, Masayuki Hashisaka, Kensaku Chida, Kensuke Kobayashi, Teruo Ono, Renaud Leturcq, Klaus Ensslin, Keiji Saito, Yasuhiro Utsumi, Arthur C.Gossard
    • Organizer
      the 30th International Conference on Physics of Semiconductors
    • Place of Presentation
      Seoul, Korea
    • Year and Date
      20100725-20100730
  • [Presentation] Shot noise in a quantum wire associated with dynamic nuclearpolarization2010

    • Author(s)
      K.Chida, M.Hashisaka, Y.Yamauchi, S.Nakamura, T.Arakawa, T.Machida, K.Kobayashi, T.Ono
    • Organizer
      the 30th International Conference on Physics of Semiconductors
    • Place of Presentation
      Seoul, Korea
    • Year and Date
      20100725-20100730
  • [Presentation] Evolution of the Kondo effect in a quantum dot probed by the shot noise2010

    • Author(s)
      Y.Yamauchi, K.Sekiguchi, K.Chida, T.Arakawa, S.Nakamura, K.Kobayashi, T.Ono
    • Organizer
      the 30th International Conference on Physics of Semiconductors
    • Place of Presentation
      Seoul, Korea
    • Year and Date
      20100725-20100730
  • [Presentation] Nonequilibrium Fluctuation Relations in a Quantum Coherent Conductor2010

    • Author(s)
      Shuji Nakamura, Yoshiaki Yamauchi, Masayuki Hashisaka, Kensaku Chida, Kensuke Kobayashi, Teruo Ono, Renaud Leturcq, Klaus Ensslin, Keiji Saito, Yasuhiro Utsumi, Arthur C.Gossard
    • Organizer
      the International Symposium on Nanoscale Transport and Technology
    • Place of Presentation
      Kanagawa, Japan
    • Year and Date
      20100711-20100714
  • [Presentation] Electron Depolarization in a Non-equilibrium Quantum Wire in the Quantum Hall Regime Proved by the Noise and Resistive-detection NMR Measurement2010

    • Author(s)
      K.Chida, M.Hashisaka, Y.Yamauchi, S.Nakamura, T.Arakawa, T.Machida, K.Kobayashi, T.Ono
    • Organizer
      the International Symposium on Nanoscale Transport and Technology
    • Place of Presentation
      Kanagawa, Japan
    • Year and Date
      20100711-20100714
  • [Presentation] Non-equilibrium Fluctuation Relations in Quantum Transport2010

    • Author(s)
      Kensuke Kobayashi
    • Organizer
      The Third International Workshop on Transmission of Information and Energy in Nonlinear and Complex Systems(TIENCS)
    • Place of Presentation
      Singapore
    • Year and Date
      20100705-20100709
  • [Presentation] Shot Noise in MgO-based Magnetic Tunnel Junctions2010

    • Author(s)
      T.Arakawa, K.Sekiguchi, Y.Yamauchi, K.Chida, M.Yamada, H.Takahashi, D.Chiba, K.Kobayashi, T.Ono
    • Organizer
      The 2nd International Symposium on Advanced Magnetic Materials and Applications
    • Place of Presentation
      Sendai, Japan
    • Year and Date
      2010-07-13
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/news_data/h/h1/news7/2010/101222_1_2.htm

URL: 

Published: 2012-07-19  

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