泉田 渉

量子力学の1つの特徴は最低エネルギー状態である基底状態においても量子揺らぎが存在することである。 スクィージング操作を用いるとこの揺らぎは局所的領域において基底状態よりも更に抑制することが可能 になる。場の量子論においてこの揺らぎの抑制効果は負のエネルギー密度(真空状態でのエネルギー密度の 平均値を零と定義している)によって記述される。この負エネルギー密度が基本的な役割を担う興味深い現 象としてブラックホールのホーキング輻射や、最近提案された量子エネルギーテレポーテーション(QET) がある。実際のブラックホールでホーキング輻射を観測することは現段階では不可能であるが、QETの実 装が期待される量子ホール系や他の物性系を用いると量子音波を用いたブラックホールのアナロジー系を 作って間接的に実験を行える可能性がある。本研究ではQETやホーキング輻射などの物性系における負エ ネルギー密度に関した物理学の理論的研究を行う。

両端に電極を付した伝導素子としてのカーボンナノチューブ、カーボンナノチューブ量子ドット、が本研究の対象である。最近作成されている架橋ナノチューブはナノ電気力学系として期待されている。ナノ電気力学系としてのナノチューブ量子ドットの性質を理論的に調べることが本研究の目的である。 ナノチューブ量子ドットにおいては電子相関が重要である。また微細加工により積極的に系を操作できる点が特徴である。これらの性質は微細加工系としてのナノチューブにおいて特に重要であるが理論的取り扱いは容易ではない。しかし、私のこれまでの研究経験を生かすことで本研究の遂行が可能であると考えている。 ナノチューブ内の多体現象として、朝永ラッティンジャー流体、クーロンブロッケード、近藤効果、超伝導など様々な報告がされている。それら多体現象がゲート電圧印加や架橋構造によってどのように現れるのか、またどのように制御されるのかが本研究により明らかになると予想される。さらには、ナノチューブの次世代エレクトロニクス基本素子への活用に対する指針を与える可能性がある。

Nanoelectromechanical systems (NEMS) are increasingly attracting experimental as well as theoretical attention. Advances in lithographic approaches have openend the possibility to fabricate freestanding objects in silicon and other materials with thickness and lateral dimensions down to a few tenths of nanometers. At such small dimensions, NEMS are expected to exhibit novel physical properties, which require thorough theoretical investigation. We consider a freely suspended SWNT clamped at both ends by electrodes that act as tunnelling junctions and capacitively coupled to a gate. A gate voltage exerts a force on the nanotube, which bends in order to reduce the electrostatic energy but at the cost of the elastic energy. Novel Coulom Blockade features have been predicted. We currently investigate transport properties of these nanomechanical resonantors also in the presence of Luttinger correlations.

Nanoelectromechanical systems (NEMS) are increasingly attracting experimental as well as theoretical attention. Advances in lithographic approaches have openend the possibility to fabricate freestanding objects in silicon and other materials with thickness and lateral dimensions down to a few tenths of nanometers. At such small dimensions, NEMS are expected to exhibit novel physical properties, which require thorough theoretical investigation. We consider a freely suspended SWNT clamped at both ends by electrodes that act as tunnelling junctions and capacitively coupled to a gate. A gate voltage exerts a force on the nanotube, which bends in order to reduce the electrostatic energy but at the cost of the elastic energy. Novel Coulom Blockade features have been predicted. We currently investigate transport properties of these nanomechanical resonantors also in the presence of Luttinger correlations.