2016年度 量子輸送   Quantum Transport

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開講元
物理学コース
担当教員名
藤澤 利正 
授業形態
講義
曜日・時限(講義室)
木3-4(S514)  
クラス
-
科目コード
PHY.C444
単位数
1
開講年度
2016年度
開講クォーター
3Q
シラバス更新日
2016年4月27日
講義資料更新日
-
使用言語
日本語
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講義の概要とねらい

本講義では、低温での物質中における電子・電子スピン・エネルギー・フォノン・準粒子などの量子輸送現象について理解することを目的とする。主に、半導体での電子輸送現象を題材として扱うが、他の物質や超電導接合における電子・準粒子・クーパー対などの輸送現象にも言及する。各単元で関連する演習問題を提供し、学習効果を高める。
電気伝導などの輸送現象は、ほぼ熱平衡に近い条件から、著しい非平衡条件に至るまでの広範囲にわたって、非平衡現象を扱うことができる系である。また、ナノ構造技術の進展によって、低次元(2次元、1次元、0次元)に運動が抑制された系で、顕著な相互作用によって特徴的な物性が現れる系でもある。本講義では、量子干渉効果、クーロン相互作用、スピン軌道相互作用、電子格子相互作用などに起因して現れる輸送現象について述べ、興味深い量子輸送現象を学習する。

到達目標

本講義を履修することによって次の能力を修得する。
・量子輸送現象の基本的な考え方を身に付けることができる。
・低次元電子系における特徴的な量子輸送現象を理解することができる。
・相互作用に起因した量子輸送現象について理解することができる。

キーワード

量子輸送現象、低次元電子系、量子ホール効果、量子ドット、量子ゆらぎ

学生が身につける力

国際的教養力 コミュニケーション力 専門力 課題設定力 実践力または解決力
- - -

授業の進め方

各単元について、講義を行い、演習問題を解くことによって、理解を深めてもらいます。基本的概念や法則に関する講義とともに、最新の研究トピックスにも言及します。演習問題はレポートとして提出してもらいます。

授業計画・課題

  授業計画 課題
第1回 量子輸送現象の概要 量子輸送現象の概要を把握する
第2回 半古典的輸送現象 演習問題(進度により変更の可能性あり)
第3回 散乱理論による量子輸送 演習問題(進度により変更の可能性あり)
第4回 量子干渉効果:半導体、超伝導接合 演習問題(進度により変更の可能性あり)
第5回 量子ホール効果:二次元電子系 演習問題(進度により変更の可能性あり)
第6回 量子細線:一次元電子系 演習問題(進度により変更の可能性あり)
第7回 量子ドット:零次元電子系 演習問題(進度により変更の可能性あり)
第8回 ゆらぎと相関 復習

教科書

講義資料配布予定

参考書、講義資料等

T. T. Heikkila, The Physics of Nanoelectronics, Transport and Fluctuation Phenomena at Low temperatures, Oxford Master Series in Condensed Matter Physics, ISBN-13: 978-0199673490

Yuli V. Nazarov and Yaroslav M. Blanter, Quantum Transport: Introduction to Nanoscience, Cambridge University Press, ISBN-13: 978-0521832465

成績評価の基準及び方法

レポートによる。

関連する科目

  • PHY.C340 : 基礎固体物理学

履修の条件(知識・技能・履修済科目等)

なし

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