◇電気電子工学専攻メソスコピック物性研究室の大学院生、近藤皆斗(現凸版印刷株式会社)と御代田宗佑(現三菱電機株式会社)が羽田野剛司准教授、東北大学の泉田渉助教等と共同で行った「量子ドット素子における熱エネルギーよる量子力学的な電流の抑制効果の増強」という新しい物理現象に関する研究が、アメリカ物理学会が発行する、物理学の専門誌としては世界で最も権威があるPhysical Review誌の領域専門誌Physical Review B誌に掲載されました。
◇現代の情報化社会において、コンピュータはなくてはならない技術です。そのため、コンピュータの情報処理を担う大規模集積回路(LSI)は日進月歩で進化を遂げています。LSIは数十億個のトランジスタと呼ばれる電子素子から成り立っており、このサイズがナノメートルスケール(1mmの1000分の1以下)になると量子ドットという新しく省エネルギーのトランジスタが実現でき、従来のコンピュータとは全く異なる原理で動作する量子コンピュータへの応用も期待されています。
◇しかし、この量子力学的な効果は熱エネルギーに弱く、通常は絶対零度(マイナス273度)近くの温度で測定する必要があり、温度が高くと量子力学的な効果は弱くなることが知られています。しかし、今回の我々の研究によって、ある条件の下での量子力学的な効果が、温度が高くなることにより強められることを理論的に明らかにしました(図1,2参照)。この効果はトランジスタの性能をさらに向上させ、より高性能なコンピュータを実現可能にすることができます。今後、この効果の実験的な検証を電気電子工学科・メソスコピック物性研究室で推進する予定です。
◇詳細はメソスコピック物性研究室のホームページでご覧ください。(http://www.ee.ce.nihon-u.ac.jp/~hatano/thermally.html)
論文タイトル
Thermally assisted Pauli spin blockade in double quantum dots
DOI: 10.1103/PhysRevB.103.155414
図1 熱エネルギーにより量子力学的効果が増強されたことを示した計算結果
図2 熱エネルギーにより量子力学的効果が増強される物理的な説明を表した図