InAs表面反転層における超伝導

InAs表面反型层的超导性

• 批准号: 14654059
• 负责人: 岡本 徹
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14654059/
• 关键词: 2次元電子系; 表面反転層; 超伝導; 電子相関

プラズモン機構による超伝導は高密度ほど起こりやすいと考えられるため、酸化シリコンをスパッタリングによりInAs表面に堆積させて、そのときの衝撃により表面近傍にキャリアを誘起させた。このキャリアによって面抵抗が自然反転層だけがあったときよりも著しく減少がすることがわかったが、このキャリアの分布を調べるために極低温下での磁気抵抗測定を行った。2次元面に対して平行に印加した磁場に対して明瞭なシュブニコフ・ドハース振動が観測された。電子系が2次元的であれば(界面量子化されていれば)、面内磁場に対する振動は現れないはずであるので、誘起された電子系は3次元的である。また、垂直磁場下でのホール抵抗の測定から得られる面密度とあわせて解析することによって、この3次元電子の表面からの広がりが1μm程度であることが明らかになった。表面に加えられた衝撃により誘起された3次元電子は、熱処理をするとその分布を広げるとともに徐々に消滅する。消滅後は、反転層の2次元電子だけが残るが、衝撃を加える前よりは、若干、2次元キャリア密度が増加する傾向があることがわかった。今後、衝撃と熱処理の条件を変えることによって、2次元電子密度を著しく増加させることができるかもしれない。極低温・超高真空中での劈開表面に金属を蒸着することによりInAs表面キャリアを誘起する実験も行った。今回、容易に試料や蒸着金属を変えて短時間で劈開、蒸着、測定のサイクルを行えるシステムを開発した。予備実験において、1原子層程度の銀を蒸着すると劈開直後に100kΩ程度あった面抵抗が1kΩ程度まで減少することがわかった。

プ ラ ズ モ ン institutions に よ る ultra high density ほ 伝 guide は ど up こ り や す い と exam え ら れ る た め, acidification シ リ コ ン を ス パ ッ タ リ ン グ に よ り に InAs surface accumulation さ せ て, そ の と き の blunt shock に よ り surface near alongside に キ ャ リ ア を induced さ せ た. こ の キ ャ リ ア に よ っ て natural planning layer surface resistance が だ け が あ っ た と き よ り も the し く reduce が す る こ と が わ か っ た が, こ の キ ャ リ ア の distribution を adjustable べ る た め で に extremely low temperature magnetic 気 の resistance measurement line を っ た. 2 dimensional surface に し seaborne て parallel に Inca し た magnetic に し seaborne て clear な シ ュ ブ ニ コ フ · ド ハ ー ス vibration が 観 measuring さ れ た. An electronics が 2 dimensional で あ れ ば quantization (interface さ れ て い れ ば), in-plane magnetic field に す seaborne る vibration は now れ な い は ず で あ る の で, induced さ れ た an electronics は 3rd dimensional で あ る. ま た, vertical magnetic field で の ホ ー ル の resistance measurement か ら have ら れ る surface density と あ わ せ て parsing す る こ と に よ っ て, こ の 3 dimensional electronic の surface か ら の hiroo が り が 1 mu m degree で あ る こ と が Ming ら か に な っ た. Surface with に え ら れ た blunt shock に よ り induced さ れ た 3 dimensional electronic は, hot 処 を す る と そ の distribution を hiroo げ る と と も に xu 々 に eliminate す る. の は after elimination, the planning layer 2 dimensional electronic だ け が residual る が, strong shock を plus え る before よ り は, several, 2 dimensional キ ャ リ ア density が raised plus す る tendency が あ る こ と が わ か っ た. In the future, strong shock と hot 処 を Richard の conditions - え る こ と に よ っ て, 2 dimensional electron density を し く raised plus さ せ る こ と が で き る か も し れ な い. Extremely low temperature, high vacuum で に の split surface metal を steamed す る こ と に よ り InAs surface キ ャ リ ア を induced す る be 験 も line っ た. This back, easy to に material や steamed metal を - え て で split, steamed, short time measuring の サ イ ク ル を line え る シ ス テ ム を open 発 し た. Reserve be 験 に お い て, 1 degree of atomic layer の silver を steamed す る と に 100 k Ω degree after splitting straight あ っ た degree of surface resistance が 1 k Ω ま で reduce す る こ と が わ か っ た.

项目成果

Y.Kawano, T.Okamoto: "Scanning electrometer using the capacitive coupling in quantum Hall effect devices"Applied Physics Letters. 84. 1111-1113 (2004)

Y.Kawano、T.Okamoto：“在量子霍尔效应器件中使用电容耦合的扫描静电计”应用物理快报。

y.Kawano, S.Komiyama: "Cyclotron Radiation Imaging of Nonequilibrium Electrons in Quantum Hall"Recent Research Developments in Physics. 3巻. 129-153 (2002)

y.Kawano, S.Komiyama：“量子大厅中非平衡电子的回旋辐射成像”物理学最新研究进展第 3 卷。129-153 (2002)

Y.Tsuji, T.Okamoto: "Subband structure and magneto-conductivity of InAs-MIS inversion layers"Physica E. (2004年掲載予定).

Y.Tsuji、T.Okamoto：“InAs-MIS 反演层的子带结构和磁导率”Physica E.（计划于 2004 年出版）。

Y.Kawano, T.Okamoto: "Local electrometer using magnetoresistance oscillation of a two-dimensional electron gas"Proceedings of the 15th international conference on High Magnetic Fields. (掲載予定).

Y.Kawano、T.Okamoto：“使用二维电子气磁阻振荡的局部静电计”第 15 届高磁场国际会议论文集（待出版）。

M.Ooya, T.Okamoto: "Anomalous metallic phase and magnetism in a high-mobility and strongly correlated 2D electron system"Proceedings of the 23rd international conference on Low Temperature Physics. (掲載予定).

M.Ooya，T.Okamoto：“高迁移率和强相关二维电子系统中的异常金属相和磁性”第 23 届国际低温物理学会议论文集（即将出版）。