量子ドット 閉じ込めと開放の物理学/勝本信吾

勝本信吾
共立出版
基本法則から読み解く物理学最前線 42
ISBN：4320035623/9784320035621
発売日:2026年10月

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【内容紹介】
一見、塵芥の類とも見える小さな量子ドットは、量子閉じ込めの魔法により、まばゆい光を放つデバイスの中心となり、量子開放系解明への道を照らし、さらに量子情報が開陳するマジックの種ともなる。本書は、このシンデレラ・ストーリーを演出した物理を、基本法則に立ち戻りつつ解説したものである。
内容は、形成法の概観から始まり、量子ドットとして、自己集積によって形成するもの、コロイド法により形成するもの、リソグラフィなどの物理的形成法によるものに加え、単原子を高励起によって巨大化させたリュードベリ原子も対象とする。続いて、量子ドット物理を支配する2つの効果――量子閉じ込めと単電子帯電効果――が、電気伝導、磁性、光吸収・発光にどのような影響を及ぼし、それがどのように使われているかを解説する。その後、特徴的な物理現象、特に近藤効果とのかかわりを通して開放系の物理へと展開する。さらに量子情報の項では、その解説と開放系との関連から、観測問題の最近の展開にも触れる。最後に今世紀の大きな流れの一つである、「情報熱力学」にも量子ドットが関与していることを示す。
最低限の数式を極力明瞭に示す一方、多くの実験と応用例を紹介し、人間が「量子系を組み立て制御する」ことに手を伸ばしていることが感じられる内容となっている。