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教員詳細

菅 誠一郎 [すが せいいちろう]
教授|工学博士
メールアドレス suga@eng.u-hyogo.ac.jp
菅 誠一郎

研究テーマ:強相関電子系、量子スピン系、冷却原子系の理論研究

 我々は、量子力学、統計力学を用いて、物性物理の基礎と応用に関する理論研究を行なっている。
 近年、理論研究と実験研究の緊密な協力により、物質科学の研究が活発に行われている。我々は、1) 伝導電子が強く相互作用をする系における超伝導や電気伝導現象、2) 電子相関効果により絶縁体になった遷移金属化合物における特異な磁気的性質、3) レーザーで作られた光格子中の冷却原子が示す新奇な性質などを、解析計算やスーパーコンピュータをフル活用する事により調べている。これにより、実験結果を説明するだけではなく、実験に先立つ物性予測を行っている。そして、個々の物質群が示す多様な振る舞いを明らかにすると共に、その背後に横たわる普遍的性質の解明を目指している。また、低エネルギー消費社会を実現するためのデバイス開発の基礎となる知見を得る事も目的としている。
 以下に、最近得られた結果の一部を示す。図1は、10ナノメートル程度の領域に電子を閉じ込めた系に強磁性金属リード線を接続した系が示す、コンダクタンスの磁場依存性である。これより、非磁性な金属リード線では数百テスラ以上必要なコンダクタンスの変化が、この系では数テスラ程度の磁場で実現する事が判った。この結果は、新たな磁気抵抗素子を開発するための基礎として有用である。図2は光格子中の斥力相互作用をする3成分内部自由度を持つフェルミ原子を、数10ナノKまで冷却した場合の相図である。我々は、この系が斥力相互作用系でありながら、超流動を示すことを見出した。この結果は、未だ完全には解明されていない銅酸化物高温超伝導物質、及び鉄系超伝導物質の超伝導発現機構の解明に有用である。

  • コンダクタンス(G)の磁場(Δorb)変化。

    コンダクタンス(G)の磁場(Δorb)変化。

  • 温度(T)-斥力(U23)相図。SF:超流動。

    温度(T)-斥力(U23)相図。SF:超流動。