研　究

量子ドットやカーボンナノチューブ，ナノメカニクスなど、メゾスコピック系・ナノマテリアルの研究を行っています。

研究で得られた知見より、簡単なシミュレーションの実行

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、 ナノチューブのモデルを簡単化できることがわかりました。 これを用いたエネルギーバンド計算をwebブラウザ上で行います。 （2020オンラインオープンキャンパスの企画として作成しました。）



これまでの主な研究（キーワード，研究論文や総説論文などへのリンク）

- 量子ドット
- カーボンナノチューブ
- ナノメカニクス



量子ドット：

     近藤効果：（以下のリンクは）

   研究論文（近藤効果以外）：

     スピンブロッケード：

Phys. Rev. Lett. 110, 016803 (2013), Phys. Rev. B, 89, 085302 (2014).
（Amaha, Izumida, Hatano, Tarucha, et al. ３重ドットのスピンブロッケード観測[PRL(2013)]，および，４重項スピンブロッケード観測[PRB(2014)]. マスター方程式による理論計算により観測結果を説明.
Comparison between Exp. and Theory
スピンブロッケード現象に関する実験と理論の比較
（PRB 89 085302 (2014)より）


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NEMS）

     曲率効果（スピン軌道相互作用など）：

J. Phys. Soc. Jpn. 78, 074707 (2009).（スピン軌道相互作用. 第19回日本物理学会論文賞）

SO Dirac Cone
スピン軌道相互作用によるディラックコーンの分裂

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していることが、群論を用いた解析により示された）

     有限長効果（離散準位の研究およびトポロジカル端状態の発見）：

Phys. Rev. B 91, 235442 (2015).（金属型ナノチューブの離散準位、角運動量による分類）
Phys. Rev. B 93, 195442 (2016). （Phys. Rev. B 91, 235442 (2015)の研究の半導体ナノチューブへの拡張。） 簡単なまとめはこちら。

     エネルギーギャップ中のトポロジカル端状態：

Phys. Rev. B 93, 195442 (2016). （上記論文Phys. Rev. B 93, 195442 (2016)の後半：エネルギーギャップ中のトポロジカル端状態の発見（複素関数論によるバルクエッジ対応の証明）。 簡単なまとめはこちら。）
J. Phys. Soc. Jpn. 86, 013702 (2017). （トポロジカル相転移）
Physical Review B, 99, 115409 (2019). （単層ナノチューブをトポロジカルに分類）

     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論文：



ナノメカニクス：

   解説：

   研究論文：

     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の理論研究）
Calculated Vibration for rolled semiconductor
半導体ロール構造に対する振動モードの計算結果
Phys. Rev. B, 89, 245304 (2014). （Okamoto, Izumida, Hirayama, Yamaguchi, Riedel, Friedland. 半導体ロール構造の機械振動の観測. 理論計算による実験の説明. 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 @ 2022/01/05. 詳細（プレスリリース本文）PDFはこちら）
EdH nanorotor
スピン注入により回転駆動するナノモーターの概略図


受　賞

2014/03/29: 第19回日本物理学会論文賞
　　　　　　 JPSPaperAward_19-4 受賞理由 および 対象論文.
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」）
　　　　　　 Morita-Kinen-Prize 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).


出版物

会議発表