研究
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研究分野
理論物性物理学、特にメゾスコピック物理学、スピントロニクス、ナノメカニクスを研究しています。 量子輸送、カーボンナノチューブ、量子ドット、スピンに関連する現象などに関心を持っています。
ナノスケール・メゾスコピック系に現れる量子現象について、 電子、スピン、幾何構造、機械運動などの自由度の相互作用に注目して研究を進めています。
量子ドット
近藤効果
- 日本物理学会誌 54, 888 (1999) — 量子ドットの近藤効果に関する解説。
- J. Phys. Soc. Jpn. 74, 103 (2005) — 数値繰り込み群(NRG)を用いた量子ドットの近藤効果に関する研究の総説。
- W. Izumida, "Kondo Effects in Quantum Dots: Theory" , Encyclopedia of Condensed Matter Physics, 2nd ed., Vol. 3, 381–387 (Elsevier, 2024). — 量子ドットの近藤効果に関する解説。
スピンブロッケード
Phys. Rev. Lett. 110, 016803 (2013) , Phys. Rev. B 89, 085302 (2014) .
3重量子ドットおよび2重量子ドットにおけるスピンブロッケード現象の観測と、 マスター方程式を用いた理論計算による解析。
カーボンナノチューブ
一次元量子液体
New J. Phys. 7, 244 (2005) — 朝永・ラッティンジャー液体とナノ電気機械系(NEMS)。
曲率誘起効果(スピン軌道相互作用など)
J. Phys. Soc. Jpn. 78, 074707 (2009) — 曲率誘起スピン軌道相互作用。 第19回日本物理学会論文賞。
Phys. Rev. B 85, 165430 (2012) — ディラックコーンの傾斜とノギススペクトル。
Phys. Rev. B 111, 045121 (2025) — 曲率誘起効果のカイラル角および直径依存性が、 結晶の対称性および曲率方向に起因することを群論を用いて解析。
有限長効果(メゾスコピック効果)
Phys. Rev. B 91, 235442 (2015) — 金属型カーボンナノチューブの離散準位と角運動量による分類。
Phys. Rev. B 93, 195442 (2016) — 半導体カーボンナノチューブへの拡張、角運動量・バレー結合、 および端状態のバルク・エッジ対応。 簡単なまとめはこちら 。
トポロジカル端状態
Phys. Rev. B 93, 195442 (2016) — エネルギーギャップ中のトポロジカル端状態と、 複素関数論を用いたバルク・エッジ対応。
J. Phys. Soc. Jpn. 86, 013702 (2017) — トポロジカル相転移。
Phys. Rev. B 99, 115409 (2019) — 単層カーボンナノチューブのトポロジカル分類。
超伝導相関とトポロジカル状態・マヨラナ粒子
Phys. Rev. B 96, 125414 (2017) — 超伝導ギャップ中に形成されるトポロジカル端状態。
Phys. Rev. B 97, 075141 (2018) — 超伝導ギャップ中のマヨラナ粒子。
電子相関
Phys. Rev. Lett. 125, 056401 (2020) — トポロジカル端状態における電子相関効果。
カーボンナノチューブの解説
- W. Izumida, "Quantum Effects in Carbon Nanotubes: Effects of Curvature, Finite-Length and Topological Property" , Quantum Hybrid Electronics and Materials, 123–148 (Springer, 2022). カーボンナノチューブの基本に加え、 曲率、有限長、トポロジカル効果について解説。
- 固体物理 51, 815 (2016) — 離散準位、トポロジカル状態など有限長効果の研究の解説。
研究で得られた知見を用いた簡単なシミュレーション
カーボンナノチューブのエネルギーバンド: カーボンナノチューブの理論研究の過程で得られた簡単化したモデルを用いて、 エネルギーバンド計算をWebブラウザ上で実行できます。 実行はこちら
ナノメカニクス
解説記事
- 固体物理 57, 547–554 (2022) — 電子スピンにより駆動するナノモーターの研究内容を、 剛体の量子論などを含めて解説。
- トランジスタ技術SPECIAL No.165, 170–176 (2024) — 電子スピンにより駆動するナノモータを紹介する解説記事。
半導体ロール構造の機械振動
Phys. Rev. B 85, 075313 (2012) — ロール構造の機械振動に関する理論研究。
Phys. Rev. B 89, 245304 (2014) — 半導体ロール構造の機械振動の観測と、理論計算による実験結果の解析。 振動モードのアニメーションは論文の Supplemental Material として こちら 。
電子スピンを駆動力とするナノモーター
Phys. Rev. Lett. 128, 017701 (2022) . プレスリリース 、 プレスリリース本文(PDF) 。
受賞
2014/03/29: 第19回 日本物理学会論文賞
2015/10/31: 第11回 森田記念賞 (授与機関:東北大学理学部物理系同窓会「泉萩会」)
受賞理由
および
対象論文1,
対象論文2,
対象論文3。
関連事項の解説(泉萩会会報より)
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