【研究分野】物性Ⅰ

【研究領域課題番号】26220711 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

メゾスコピック系 / スピントロニクス / 非平衡 / ゆらぎ / 近藤効果 / 超伝導 / スピン流 / 熱流 / アンドレーエフ散乱 / スピン依存伝導 / 量子液体 / 位相 / ナノエンジン / 国際研究者交流　フランス

【研究成果の概要】

微細加工技術を駆使して作製される微小な固体素子は、非平衡状態を定量的に観測・制御することのできる理想的な舞台の一つである。本研究では、精密な伝導度・ゆらぎ測定と種々の理論的アプローチを組み合わせることによって、固体中を電荷とスピンが輸送される微視的な過程を研究した。近藤効果・スピン流・熱流・ゆらぎの定理・端状態・超伝導接合などに対して本質的な新展開をもたらす多彩な成果を上げた。特に、非平衡状態における近藤効果の研究によって、強相関量子液体の非平衡挙動を定量的に解明した。

【研究の社会的意義】

本研究では、固体中における電荷とスピンの様々な振る舞いを実験的・理論的に解明した。中でも近藤状態の最新の理論を定量的に検証した成果は、これまでの非平衡量子多体系の実験的研究の中で、最も定量性の高い精密なものであり、普遍的な学術的意義を持つ。「非平衡」は現代物理学における最大の難問の1つである。近藤効果は代表的な量子多体効果であり、平衡状態における理解が確立している点で、非平衡を研究する格好の舞台である。その振る舞いを定量的に理解できたことは、今後の非平衡研究の重要な基盤となる。

【研究種目】基盤研究(S)

【研究期間】2014-05-30 - 2019-03-31

【配分額】194,480千円 (直接経費: 149,600千円、間接経費: 44,880千円)

【研究分野】物性Ⅰ

【研究領域課題番号】24540316 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

メゾスコピック系・局在 / 近藤効果 / 量子コヒーレンス / 非平衡統計力学 / スピントロニクス / メゾスコピック系 / 物性理論 / 量子ドット / 半導体 / 非平衡輸送特性 / 電子相関

【研究成果の概要】

不純物アンダーソン模型で記述される単一の量子ドットで、時間に依存する外場の影響およびバーテックス補正の効果を議論した。この計算は相互作用のある系の光支援輸送を理解するときの理論的な出発点を与えるとともに、高次の保存近似の出発点となる。そのほか、単一電子生成および単一光子生成における位相緩和の効果、局所的な二準位系を介した熱輸送、金属中のスピン拡散長とスピン局在長の関係などについても、理論的な考察を行った。分担研究者の阪野塁は高バイアス下不純物アンダーソン模型における非平衡輸送特性とSU(N)模型への拡張を行った。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31

【配分額】3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)

【研究分野】薄膜・表面界面物性

【研究領域課題番号】19206006 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

表面磁気光学効果 / 希薄磁性表面 / 表面電気伝導 / 表面物性 / スピントロニクス / 近藤効果 / RKKY相互作用 / 低次元磁性 / 表面物件 / 近藤1効果 / 近藤I効果

【研究成果の概要】

(1)表面状態の磁性特性を測定するために,簡便で高性能な超高真空極低温表面光磁気カー効果測定装置を開発し,それによって,コバルト原子層の磁気特性が,基板構造に敏感に依存して変化することを発見した。(2)非磁性物質であるビスマスやその合金(トポロジカル絶縁体と呼ばれる物質)の表面状態が,スピン分裂していることをスピン分解光電子分光法および第1原理理論計算によって明らかにした。(3)スピン軌道相互作用の大きいビスマス薄膜での(逆)スピンホール効果を4探針STM(走査トンネル顕微鏡)装置による表面状態電気伝導測定によって直接的に検出した。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2007 - 2009

【配分額】48,490千円 (直接経費: 37,300千円、間接経費: 11,190千円)