2021 Fiscal Year Research-status Report
開放量子系の非エルミート縮退点を活用した新奇なトポロジカル量子ポンプの理論構築
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19K14611
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| Research Institution | University of Yamanashi |
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Principal Investigator |
橋本 一成 山梨大学, 大学院総合研究部, 助教 (10754591)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 非エルミート系 / 例外点 / 量子ドット / メゾスコピック系 / 電子輸送 / 電流ノイズ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は主として２重量子ドット系の電子輸送に対する例外点の影響を検討した．
昨年度までの研究で、両端に電極を結合した２重量子ドット系を輸送される電子の非平衡ダイナミクスを記述する量子マスター方程式の超演算子が緩和モード（緩和率を表す固有値の実部が非ゼロのモード）に例外点を持つことを明らかにした．この成果を受けて、本年度はこの緩和モードの例外点が量子ドットを介して電極間に流れる定常電流に与える影響について詳しく検討した．
定常電流では、電極間を流れる電流の平均値が定常モード（固有値ゼロのモード）だけで決まるため、緩和モードが持つ例外点は電流の平均値には影響を与えないが、電流ノイズには定常状態であっても緩和モードの情報が含まれる．このことに着目し、量子ドットを介して電極間に流れる電流の定常ノイズのパワースペクトルを、量子マスター方程式の超演算子の複素固有モードを用いて定式化した．その結果、例外点を持たない緩和モードが定常ノイズのパワースペクトルにガウス関数型のスペクトル線形を与えるのに対して、例外点が非ガウス関数型のスペクトル線形を与えることを明らかにした．この成果により、電極と量子ドットで構成されるメゾスコピック系において、定常電流ノイズのパワースペクトルを分析することで、例外点の物理的効果を実験的に検出できる可能性を明らかにすことができた．
上記の定常電流ノイズに関する検討と並行して、本年度は外場より周期的に駆動された量子ドットを介した電子輸送の検討にも取り組むことで、例外点をもつ緩和モードが関与する非断熱量子ポンピングの分析のための準備をおこなった．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
２重量子ドット系の電子の非平衡ダイナミクスを記述する量子マスター方程式の緩和モードが持つ例外点の物理的効果について、定常電流ノイズに与える影響についての理解が進んだが、量子ポンピングに与える影響の理解には至っていない．
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| Strategy for Future Research Activity |
電子の非平衡ダイナミクスを記述する量子マスター方程式の緩和モードが持つ例外点が量子ポンピングに与える影響を理解する方策として、緩和モードが関与する有限時間制御下での非断熱量子ポンピングに対する例外点の影響を調べる．
また、注目する物理系に関しても、周期外場駆動された量子ドット系などを取り扱うことで、例外点が電子輸送に影響しやすい状況を探索する．
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| Causes of Carryover |
新型コロナウィルス感染症により参加予定であった学会や出張がキャンセルないしオンラインに移行したため旅費として計上した予算の次年度使用額が生じた．国内旅費や論文投稿料などとして使用する予定である．
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