強磁場下二次元電子系における非局所性伝導:メゾスコピック系における一次元伝導チャネルと電極の役割についての研究

点击翻译按钮获取中文摘要

(1)非局所性伝導に特有な非線型伝導現象の解明負にバイアスしたゲ-トによるポテンシャル障壁による2次元電子系の2端子抵抗が電圧増大に伴って特有の非線型性を示すことを実験的に見出した。これを説明するためにポテンシャル障壁によってエッジ状態に生成する電子の非平衡分布の電圧依存性を理論的に考察し、実験結果を説明する抽象を得た。さらにポテンシャル障壁を隔てた2次元電子系の電気化学ポテンシャル差がランダウ準位間のエネルギ-差hω。以上になるとエッジ状態内に電子の分布反転が生じることを予言し、他グル-プの実験結果をそれにより説明することができた。もう一つ別の現象として、非平衡分布が存在する場合の4端子抵抗が電流の極性に対して非対称な非線型性を示すことを実験的に見出した。その結果が、非平衡分布によってエッジの囲い込みポテンシャルが変化してエッジ状態自身の実空内分散が変化することを考えて説明できることを示した。(2)標準的なHall‐bar型試料における非局所性伝導現象の解明標準的なHall‐bar型試料で観測される異常な非局所性抵抗を、エッジを持たない別の試料で決定した抵抗率テンソルを用いて初めて定量的に説明することに成功した。このことにより、2次元電子系のバルクの性質(伝導率テンソル)が試料端に電子の非平衡分布をもたらし、その非平衡分布の影響がエッジ状態を通じて電圧端子に検知されることによって異常な非局所性抵抗が生じることが明かとなった。以上(1)(2)の実験に用いた試料は本年度購入したEB露光用ビ-ムブランキング装置を使用して作成したものである。