Nonequilibrium states of low-dimensional quasiparticles in a mesoscopic quantum Hall system

介观量子霍尔系统中低维准粒子的非平衡态

• 批准号: 19H05603
• 负责人: 藤澤 利正
• 金额: $ 127.71万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-06-26 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19H05603/
• 关键词: 低次元準粒子; メゾスコピック; 量子ホール系

本課題「メゾスコピック量子ホール系の低次元準粒子制御と非平衡現象」では、強磁場中の半導体ヘテロ構造を用い、機能的量子素子の集積化であるメゾスコピック量子ホール系を形成し、一次元系準粒子（プラズモン・スピノン等）、二次元系準粒子（分数電荷・スカーミオン等）の非平衡現象を探求し、量子ホール熱機関やトポロジカル量子工学への応用指針を得ることを目標としている。具体的には、一次元系準粒子の非相反伝導を利用して、整数・分数量子ホール領域での朝永ラッティンジャー流体の伝導制御を行い、量子化熱伝導・量子ホール熱機関の実現を目指している。また、二次元系準粒子のブレーディングなどの制御技術の確立を念頭に、量子アンチドットによる少数準粒子の制御、超高速走査型偏光分光顕微鏡による準粒子ダイナミクス、準粒子のトンネル過程の解明を進めている。令和４年度は、量子ホール系のエッジおよびバルクにおける多彩な輸送現象について研究を進めた。実験研究では、整数・分数量子ホール領域における電流と熱流を運ぶ固有モードの理解が進み、量子ポイント接合によって複数チャネルにおける熱分配制御に成功し、ホットエレクトロンが非熱的な朝永ラッティンジャー液体に変化する現象を見出し、レーザー走査による熱輸送イメージング技術を開発するとともに、三重量子アンチドットの量子状態制御の知見を得るなど、多くの成果に至っている。理論研究では、熱力学的状態変化における密度行列の非対角要素を解析し、ワッサースタイン計量を定義するなどの成果を得ている。さらに、世界最高制度の電流アンプを開発し、トポロジカル系を用いた共振器量子電気力学に向けた研究を開始するなど、当初の計画を超えた研究にも着手している。

The topic of this paper is "Control of Low-dimensional Quasiparticles in Quantum Systems and Nonequilibrium Phenomena". The integration of quantum particles in semiconductor structures and functions in strong magnetic fields is discussed. The study of non-equilibrium phenomena of quasi-particles (fractional charge, etc.) in the quadratic system, the study of quantum thermal mechanism, and the study of quantum engineering pointers Specific non-reciprocal conduction of quasi-particles in a binary system, integral and fractional quantum fields, fluid conduction, quantized thermal conduction, quantum thermal mechanism realization, etc. The development of quasi-particle generation process in ultra-high-speed polarized light spectroscope and the development of quasi-particle generation process. In 2004, he made progress in the study of quantum transport phenomena. In this paper, we have studied the thermal distribution control of electric current and heat flow in the quantum domain of integers and fractions, and developed the thermal transport technology in the quantum domain. The knowledge of quantum state control in triple quantum state control is obtained, and the results of multiple quantum state control are obtained. Theoretical research on the state of thermodynamics, density, non-angular elements, analysis, measurement and definition of the results The world's highest system of electrical current is developed, and the research on quantum electrodynamics of resonators is initiated.

项目成果

Spectroscopic study on hot-electron transport in a quantum Hall edge channel

量子霍尔边缘通道中热电子输运的光谱研究

• 发表时间: 2019
• 作者: T. Ota;S. Akiyama;T. Hirasawa;M. Hashisaka;K. Muraki;and T. Fujisawa
• 通讯作者: and T. Fujisawa

時間分解顕微分光法を用いた量子ホール系における荷電励起子ダイナミクスの研究

使用时间分辨显微光谱研究量子霍尔系统中的带电激子动力学

• 发表时间: 2019
• 作者: 松浦雅広;神山晃範;Moore John;間野高明;野田武司;遊佐剛
• 通讯作者: 遊佐剛

量子ポイント接合を用いた量子ホールエッジチャネルの熱輸送制御

使用量子点结的量子孔边缘通道的热传输控制

• 发表时间: 2020
• 作者: 小沼亮太;Chaojing Lin;秦徳郎;平澤太一;秋保貴史;村木康二;藤澤利正,
• 通讯作者: 藤澤利正,

Anisotropic expansion of drifting spin helices in GaAs quantum wells

GaAs量子阱中漂移自旋螺旋的各向异性膨胀

• DOI: 10.1103/physrevb.103.035429
• 发表时间: 2021
• 期刊: Physical Review B
• 影响因子: 3.7
• 作者: Anghel S.;Poshakinskiy A. V.;Schiller K.;Passmann F.;Ruppert C.;Tarasenko S. A.;Yusa G.;Mano T.;Noda T.;Betz M.
• 通讯作者: Betz M.

量子ホールプラズモン共振器と二重量子ドットの結合系におけるプラズモン支援トンネル

量子霍尔等离子体谐振器和双量子点耦合系统中的等离子体辅助隧道效应

• 发表时间: 2023
• 作者: Adam J.;Esumi S.;他;STAR Collaboration;Chaojing Lin，二俣晃，橋坂昌幸，秋保貴史，村木康二，藤澤利正
• 通讯作者: Chaojing Lin，二俣晃，橋坂昌幸，秋保貴史，村木康二，藤澤利正