論文

半導体ナノワイヤを流れる超伝導電流におけるスピン軌道相互作用の効果を明らかにした。

半導体２重量子ドットにおける光学フォノンレーザーとその検出方法を理論的に提案した。

半導体基板に作製される２重量子ドットにおける光学フォノンレーザー、およびアンチバンチング生成を理論的に調べた。まず、２重量子ドット中の電子は光学フォノンの２モードとのみ結合すること、それらが天然のキャビティの役割を果たすことを示した。密度行列の手法を用いて、量子ドットとリード間のトンネル率がフォノンの崩壊率より大きいときレーザー発振すること、逆の条件ではフォノンのアンチバンチングが生成されることを導出し、それらの特性を詳細に調べた。我々の理論は、NEMSにおける振動子の量子状態制御への応用も期待される。

半導体二重量子ドットにおいて光学フォノンがレーザー発振する我々の理論について解説した。

半導体ナノワイヤに超伝導電極を結合した系において、スピン軌道相互作用のジョセフソン効果への影響を理論的に調べた。磁場中のゼーマン効果、不純物散乱、およびスピン軌道相互作用の効果を一つの散乱体で表すモデルを採用し、超伝導電流の解析式を導出した。超伝導体間の位相差がない場合に超伝導電流の流れる異常ジョセフソン効果、および臨界電流の方向依存性を明らかにした。後者は最近の実験結果を定性的に説明するものである。

２重量子ドットの輸送現象におけるフォノンレーザーについて理論的に調べた。

近藤領域にあるアハラノフ・ボーム位相干渉計における弾性過程、非弾性過程を分離する理論を提案した。それぞれの解析式を導出した。

半導体ナノワイヤのジョセフソン接合における非対称な超伝導電流の位相依存性を、スピン軌道相互作用を取り入れることで明らかにした。

２重量子ドットの集合系が共通の光学フォノンと結合する系での輸送特性を調べた。ゲート電圧のパルス実験によって、２重量子ドット間のエンタングルメント生成による超放射の観測を提案した。

２組の２重量子ドットが静電的に結合している系において、電気伝導に現れるクーロンドラッグ効果を理論的に調べた。コヒーレントとインコヒーレントの２つの過程の分離し、実験結果の説明を試みた。

量子ドットを埋め込んだアハラノフ・ボームリングにおいて、近藤領域での非弾性散乱に起因する位相緩和について調べた。有限温度の電気伝導度を弾性過程によるもの、非弾性過程によるものの両者に分離する方法を開発した。

強いスピン軌道相互作用のはたらく半導体量子ドットにおいて、磁場を印加することで２端子のスピンフィルターデバイスが作製できることを示した。

強いスピン軌道相互作用のはたらく量子ドットの多端子系におけるスピン分極電流の生成について調べた。２つの準位の間隔が線幅より小さいとき、共鳴トンネルによってスピン分極が増大することを示した。また、磁場下では２端子系でもスピン分極電流が生成されること、その効率を磁場によって制御できることがわかった。

2011年8月に北京で開かれた第２６回低温物理学国際会議の報告。低温物理学の最近の研究についてレヴューした。

タイプII半導体量子ドットにおけるトリオン、およびバイエキシトンの示すアハラノフ・ボーム効果を数値的に調べた。多体効果によるウィグナー分子形成の影響を数値的に調べ、それを説明する簡単なモデルを提案した。

量子ドットを強磁性体で挟んだスピンバブル構造において、クーロンブロッケード領域での高次のトンネル過程を理論的に調べた。負の磁気抵抗の起源を説明した。

強いスピン軌道相互作用のはたらく半導体量子ドットにおいて、スピンホール効果の近藤効果による増大を提案した。slave boson平均場近似法による数値計算の結果を報告した。

異方的な量子ドットにおいて、スピン軌道相互作用に起因するエネルギー準位分布、およびg因子の異方性を数値的に調べた。InAs量子ドットの実験で観測されたg因子の異方性を定性的に説明することに成功した。

アハロノフ・ボームリングに埋め込まれた量子ドットにおける近藤効果を理論的に調べ、近藤温度の解析的な表式を導出した。リングサイズと近藤雲の大きさの大小によって、近藤温度の磁束依存性が変化する。また電荷揺らぎの遮蔽長との関係によっても、その解析式が異なることを指摘した。

多端子量子ドットにおいてスピン軌道相互作用がはたらくとき、その系が効率的なスピンフィルターになることを示した。空間を離散化して現実的なモデルを作った。数値計算によってスピンフィルターの効率を評価した。