半導体量子ドットに3本以上のリードを接続した多端子系の示す物理現象を理論的に研究した。(1) スピン軌道相互作用がはたらく量子ドット多端子系では、スピンホール効果によってスピン分極電流が得られること、その分極率はゲート電圧によって電気的に制御可能であることを示した。(2) 微小なリングに埋め込まれた量子ドットの近藤効果を解析し、近藤効果のリングサイズ依存性、輸送特性における非弾性過程、多端子系で検出される電子の位相情報を明らかにした。(3) InAs量子ドットのg因子の異方性、およびInSbナノワイヤで観測される異常ジョセフソン効果をスピン軌道相互作用を取り入れることで解明した。
Physical phenomena have been theoretically investigated in multi-terminal quantum dots fabricated on semiconductors. (1) We have found the generation of spin-polarized current due to the spin Hall effect, using a multi-terminal quantum dot with spin-orbit interaction. The spin-polarization ratio is electrically tunable via gate voltages. (2) The Kondo effect has been studied in a quantum dot embedded in a small ring. We have elucidated the ring-size dependence of the Kondo effect, inelastic processes in transport properties, and information on the electron phase detected in the multi-terminal geometry. (3) The anisotropic g-factors in InAs quantum dot and anomalous Josephson effect observed in InSb nanowires have been explained, taking into account the spin-orbit interaction.

研究種目 : 基盤研究(C)
研究期間 : 2010～2013
課題番号 : 22540333
研究分野 : 物性理論
科研費の分科・細目 : 物理学・物性Ｉ