整数・分数量子ホール状態の2次元電子系におけるエッジ状態の空間分布

具有整数和分数量子霍尔态的二维电子系统中边缘态的空间分布

• 批准号: 10740170
• 负责人: 音 賢一
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 1999
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-10740170/
• 关键词: 量子ホール効果; エッジ状態; 電気容量; 平行磁場; 閉じこめポテンシャル; 圧縮性ストリップ; スピン分離; ブレークダウン現象; 分数量子ホール効果; 複合フェルミオン; 圧縮・非圧縮ストリップ; 閉じ込めポテンシャル

斜め強磁場でのエッジチャネル幅GaAs/AGaAsヘテロ構造2次元電子系の面に斜め方向の磁場を加えたときの整数量子ホール効果でのエッジチャネル幅をゲートとの間の電気容量の測定により調べた。最大8T程度の平行磁場ではエッジチャネル幅はほとんど変化しなかった。スピンキ゜ャップである占有数3においても、全磁場の増加とともにバルクの残留電気伝導度が顕著に減少するにも関わらず、エッジチャネル幅はほとんど変化しなかった。Si-MOSFET2次元電子系のエッジチャネル幅SI-MOS 2次元電子系の量子ホールプラトーでのエッジチャネル幅を初めて測定した。移動度の大きな試料ほどチャネル幅が細いこと、GaAs/AGaAs2次元電子系と比較して数倍程度の幅を持つとともに、電気容量の測定励起電圧依存性が比較的大きいことが分かった。エッジチャネルの分離距離の計測違うランダウ準位に属する隣り合ったエッジチャネル間の電気容量を測定し、エッジチャネル間の分離距離を測定する試みを行った。占有数3のエッジチャネルと他のチャネル間では、エネルギー緩和長が非常に長いため測定が可能のようであるが、分離距離が比較的大きいため、電気容量の値が非常に小さく測定は困難である。また、隣接するエッジチャネル間に数mVの電位差を加えて測定するため、熱平衡状態のエッジチャネルの構造とは大きく異なっている可能性が大きい。

Oblique め strong magnetic field で の エ ッ ジ チ ャ ネ ル GaAs/AGaAs ヘ テ ロ construct two yuan an electronics の に inclined の め direction magnetic field を add え た と き の integer quantum ホ ー ル unseen fruit で の エ ッ ジ チ ャ ネ ル picture を ゲ ー ト と の の 気 の electricity capacity determination between に よ り adjustable べ た. Maximum 8T degree of <s:1> parallel magnetic field で で エッジチャネ エッジチャネ <s:1> amplitude <e:1> ほとん <e:1> variation <s:1> な った った った. ス ピ ン キ ゜ ャ ッ プ で あ る number 3 に お い て も and full magnetic の raised と と も に バ ル ク の residual electric 気 伝 conductance が 顕 the に reduce す る に も masato わ ら ず, エ ッ ジ チ ャ ネ ル picture は ほ と ん ど variations change し な か っ た. Si - MOSFET2 yuan an electronics の エ ッ ジ チ ャ ネ ル Si - MOS 2 dimensional picture an electronics の quantum ホ ー ル プ ラ ト ー で の エ ッ ジ チ ャ ネ ル picture early を め て determination し た. Mobile degrees の big き な sample ほ ど チ ャ ネ ル が fine picture い こ と, GaAs/AGaAs2 dimensional an electronics と compare し several times て degree of の を hold つ と と も に, electricity の 気 capacity determination of excitation electric 圧 dependence が compare the bigger き い こ と が points か っ た. エ ッ ジ チ ャ ネ ル の の separation distance measuring violations う ラ ン ダ ウ quasi a に genus す る 隣 り close っ た エ ッ ジ チ ャ ネ ル 気 の electricity capacity between を し, エ ッ ジ チ ャ ネ ル を の separation distance between measuring す る try み を line っ た. Number 3 の エ ッ ジ チ ャ ネ ル と he の チ ャ ネ ル between で は, エ ネ ル ギ ー ease が very に long い た め determination が may の よ う で あ る が, separation distance が compare big き い た め, electricity 気 capacity の numerical が very small に さ く determination は difficult で あ る. ま た, 隣 す る エ ッ ジ チ ャ ネ ル に for mV の potential difference between を plus え て determination す る た め, thermal equilibrium state の エ ッ ジ チ ャ ネ ル の tectonic と は big き く different な っ て い る が likely き い.

项目成果

K.Oto et al: "Edge Channels in Integer and Fractional Quantum Hall Regime Investigated by Magnetocapacitance" Physica B. 249-251. 440-444 (1998)

K.Oto 等人：“通过磁电容研究整数和分数量子霍尔机制中的边缘通道”Physica B. 249-251。

S.Takaoka et al: "Edge State in Fractional Quantum Hall Effect Regime Investigated by Magnetocapacitnace" Phys.Rev.Lett. 81. 4700-4703 (1998)

S.Takaoka 等人：“磁电容研究的分数量子霍尔效应机制中的边缘状态”Phys.Rev.Lett。

K.Oto et al: "Width of Edge Channels at Fractional Quantum Hall Plateau" Proc.24th ICPS(World Scientific). (印刷中). (1999)

K.Oto 等人：“分数量子霍尔平台的边缘通道宽度”Proc.24th ICPS（世界科学）（出版中）。

音賢一: "量子ホール状態におけるエッジ状態と電気伝導"物性研究. 72. 211-215 (1999)

Kenichi Oto：“量子霍尔态中的边缘态和电传导”凝聚态物质研究 72. 211-215 (1999)。

音 賢一 他: "低温,強磁場下の電気容量測定:" 団体物理. 34. 185-192 (1999)

Kenichi Oto 等人：“低温和强磁场下的电容测量：”Group Chemistry 34. 185-192 (1999)。