ISSP - The institute for Solid State Physics

Organization
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加藤研究室
准教授
加藤 岳生
助教
阪野 塁
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ナノスケール素子の量子輸送特性について、さまざまな手法を使った理論研究を行っている。この研究分野は古くからメゾスコピック系と呼ばれ、電子の量子力学的な性質に着目した研究が活発に行われてきた。最近では、非平衡多体現象・ショットノイズ・高速駆動現象・スピントロニクスなどの新しい視点で研究が進展しており、本研究室ではこれらの進展に対応して、非平衡統計力学や量子力学基礎論、多体電子論などを援用した理論研究を行っている。最近の研究例としては、ナノスケール素子の断熱ポンピング、磁性体・金属界面でのスピン輸送、フォノン系の熱輸送現象における多体効果、近藤量子ドットの非平衡輸送特性、などがある。 本研究室では上記の理論研究のほか、多体効果や非平衡現象に関する幅広い研究テーマも取り扱っている。最近の研究例としては、固体酸素の構造相転移、固体中の高調波発生の理論などがある。物性研究所内の実験グループとの共同研究も進めている。

左右のリード温度TL(t)、TR(t)を時間変化させることで生じる断熱ポンピング一周期あたりの輸送電荷。挿入図は系の模式図。Uはクーロン相互作用の大きさ、ΓL = ΓR = Γ/2はリードとの結合の強さ、εdは量子ドットのエネルギー準位、u = U/Γは無次元したクーロン相互作用パラメータ。
上図:スピン流を生じさせる2つの機構(スピンゼーベック効果・スピンポンピング)の模式図。下図:スピンゼーベック効果およびスピンポンピングにおけるスピン流の非平衡ノイズ、および熱ノイズの温度依存性。

研究テーマ

  1. メゾスコピック系の量子輸送現象
  2. 相互作用する電子系の物性
  3. 非平衡統計力学・スピントロニクス