フェルミ波長サイズの変調を加えた2次元電子系試料作成法の開発と磁気輸送測定

前年度に作成した試料作成用の超高真空槽に、新たに購入した反射高速電子回折用の電子銃(日本ビーテック社製)を取り付けた。金属の超高真空中での真空蒸着により作成されるナノメートルサイズの微結晶粒子によりGaAs/AlGaAs2次元電子系に変調を加える試料作成の試みの際に、その場で直接表面の詳しい状態を観測する手段を得た。また、従来法である、電子ビームリソグラフィーを使用した変調導入法で作成した試料について測定を進めた。その結果、変調の長さスケールとしては、まだフェミル波長の2倍弱程度(最短 70nm)にとどまっているものの、そこに現れる磁気抵抗振動に次の2つの新しい知見を得た。(1)超格子でさらに超格子を形成する"超"超格子を作成し、その磁気抵抗振動の振動項は周期と位相を独立に制御できるものであることを示した。(2)磁気抵抗の振動の振幅は、移動度が十分に高く平均自由行程が十分に長い2次元電子系基板を使用した超格子では、変調を1次の摂動で取り扱った理論でほぼ完全に記述できること、理論より低磁場側での振幅の減衰が速い場合、その減衰は(π/μ_wB)/sinh(π/μ_wB)項をかけることにより記述でき、パラメータμ_wは使用する2次元電子系基板の平均自由行程に比例すること、さらに、その比例定数はGaAsチャンネル層とそこに電子を供給するドープ層の距離の2乗に比例することを見いだした。(1)、(2)とも短い長さスケールを実現したことにより得られた結果であり、現在投稿論文を準備中である。

前年度に作成した試料作成用の超高真空槽に、新たに購入した反射高速電子回折用の電子銃(日本ビーテック社製)を取り付けた。金属の超高真空中での真空蒸着により作成されるナノメートルサイズの微結晶粒子によりGaAs/AlGaAs2次元電子系に変調を加える試料作成の試みの際に、その場で直接表面の詳しい状態を観測する手段を得た。また、従来法である、電子ビームリソグラフィーを使用した変調導入法で作成した試料について測定を進めた。その結果、変調の長さスケールとしては、まだフェミル波長の2倍弱程度(最短 70nm)にとどまっているものの、そこに現れる磁気抵抗振動に次の2つの新しい知見を得た。(1)超格子でさらに超格子を形成する"超"超格子を作成し、その磁気抵抗振動の振動項は周期と位相を独立に制御できるものであることを示した。(2)磁気抵抗の振動の振幅は、移動度が十分に高く平均自由行程が十分に長い2次元電子系基板を使用した超格子では、変調を1次の摂動で取り扱った理論でほぼ完全に記述できること、理論より低磁場側での振幅の減衰が速い場合、その減衰は(π/μ_wB)/sinh(π/μ_wB)項をかけることにより記述でき、パラメータμ_wは使用する2次元電子系基板の平均自由行程に比例すること、さらに、その比例定数はGaAsチャンネル層とそこに電子を供給するドープ層の距離の2乗に比例することを見いだした。(1)、(2)とも短い長さスケールを実現したことにより得られた結果であり、現在投稿論文を準備中である。