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

强磁场下二维电子系统的非局域传导：介观系统中一维传导通道和电极的作用研究

• 批准号: 03237203
• 负责人: 小宮山 進
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1990
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1990 至 1991
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-03237203/
• 关键词: エッジ状態; 非平衡分布; 非線型性; 非局所性低抗

(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。

(1)The solution of nonlinear conduction phenomenon characteristic of nonlinear conduction in two-dimensional electron system is shown in this paper. A theoretical investigation of the nonequilibrium distribution of electrons in the barrier state is presented. Electrochemistry of two-dimensional electron system with barrier layer and barrier layer. The distribution of electrons in the above state is reversed. 4-terminal resistance, polarity of current, asymmetry, nonlinearity, etc. The result is that the distribution of the non-equilibrium state is different from that of the equilibrium state itself. (2)Standard Hall-bar samples were tested for abnormal non-local resistance, and the results were analyzed for quantitative analysis. The properties of the two-dimensional electron system (conductivity), the non-equilibrium distribution of electrons at the sample end, the influence of the non-equilibrium distribution, the communication state, the voltage terminal detection, and the abnormal non-local resistance. The test samples for the above (1) and (2) were purchased in the current year and used in the production of EB exposure equipment.

项目成果

平井 宏: "量子ホ-ル効果に対するエッジ電流の影響:巨視的領域に現れるメソスコピック現象" 固体物理. 25. 121-127 (1990)

Hiroshi Hirai：“边缘电流对量子霍尔效应的影响：宏观区域中出现的介观现象”固体物理 25. 121-127 (1990)。

S. Komiyama: "Resistance and Resistivity of Two Dimensional Electron Gas at High Magnetic Fields" Solid State Commun.80. 157-162 (1991)

S. Komiyama：“高磁场下二维电子气的电阻和电阻率”固态Commun.80。

H.Hirai: "Propposed Measurements of the Phase‐Coherence Length in Two‐Dimensional Electron Gas at High Magnetic Fileds" J.Appl.Phys.(1992)

H.Hirai：“高磁场下二维电子气相位相干长度的建议测量”J.Appl.Phys.(1992)

H.Nii: "Geometry-Dependent Resistances of Two Dimensional Electron Gas at High Magnetic Fields" Surface Science,. (1992)

H.Nii：“高磁场下二维电子气的几何相关电阻”表面科学，。

S. Komiyama: "Inter-Edge-State Scattering and Nonlinear Effects in A Two-Dimensional Electron Gas at High Magnetic Fields" Phys. Rev. B. (1992)

S. Komiyama：“高磁场下二维电子气的边缘态散射和非线性效应”物理。