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マクロ・コヒーレンスを持つ新しい量子ホール状態の研究

具有宏观相干性的新型量子霍尔态研究

基本信息

批准号：
18043012
负责人：
澤田安樹
金额：
$ 4.22万
依托单位：
Kyoto University
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：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

半導体の接合界面に形成される2次元電子は,量子ホール効果と呼ばれる超低温・強磁場下でホール伝導率が量子化され,磁気抵抗が消失する特異な性質を示す。量子ホール状態は,電子と磁束量子から構成される複合ボソンの凝縮状態と考えることができる.量子ホール状態は粒子数の揺らぎのない状態にあり,不確定性関係から位相の不確定性が無限大となり,マクロな位相は存在できない。しかし,2次元電子系を2層近接して配置した量子ホール状態は,層間のクーロン相互作用により2層の電子が互いに協力しあって新しい量子ホール状態を形成する。この様な量子ホール状態では密度差の揺らぎが許され,マクロな位相差が観測量となることが理論的に指摘されている.本研究の目的は,マクロ・コヒーレンス現象を実験で観測して,量子ホール効果が複合ボソンの凝縮状態であることを明らかにすることである.また,本研究で検出を試みるジョセフソン・プラズモン振動は,層間のトンネル効果が小さいほど周波数が低くなり実験的検出には有利である。これまで良質の試料を製作した多くの実績があるNTT物性科学基礎研究所の優れた分子線エピタキシー装置を用いて2層系試料を製作した。プラズモン励起試料だけでなく2層系試料に量子ホール効果測定のための電流,電圧端子を設けるとともに,電流密度調整のショットキーゲートを背面に取り付けた試料を作った。巨視的量子コヒーレンスの存在により期待される層間プラズマ励起観測を目的に、スプリット横型超伝導マグネットとマイクロ波測定装置を組み合わせた量子ホール効果測定システムに,希釈冷凍機を取り付けた。ν=1量子ホール状態の面内磁揚を加えたトランスポートの実験から,擬スピンのソリトン格子相と考えられる現象を見出したので、試料2軸回転量子ホール効果測定システムを用いて詳しい測定を行い,結果を発表した。

Semiconductor の joint interface にされる two yuan electronic は, quantum ホール unseen fruit と shout ばれる ultra-low temperature, strong magnetic field でホール伝 conductivity が quantization され, magnetic 気 resistance が disappear する specific な nature をす. Quantum ホーはル status, electronic と magnetic quantum beam から constitute される composite ボソンの condensation state と exam えることができる. State of quantum ホールは particle count の揺らぎのない state にあり, uncertainty masato is から phase の uncertainty が infinite となり, マクロな phase は exist できない. しかし, 2 yuan an electronics を layer 2 nearly meet して configuration した quantum ホーはル status, interlayer のクーロン interaction により layer 2 の electronic が mutual いに together しあって new しい quantum ホール state を form する. State of quantum ホこの others なールでは density difference の揺らぎが xu され, マクロな bit differ が観 measuring となることがに criticism of the theory of されている. はの purpose, this study マクロ · コヒーレンをス phenomenon be 験で観 measuring して, quantum ホール unseen fruit が composite ボソンの condensation state であることを Ming らかにすることである. また, this study で検 try out をみるジョセフソン · プラズモン vibration は, interlayer のトンネル unseen small fruit がさいほど cycle for low がくなり be 験 Youdaoplaceholder0 out of にに is beneficial to である. これまで good quality の sample を making した more くの be performance がある NTT institute of physical science base の optimal れた molecular line エピタキシをー device with いて 2 series sample を making した. プラズモン wound up sample だけでなく 2 series sample に quantum ホール sharper determination of fruit のための current, electrical 圧 terminal を set けるとともに, current density adjustment のショットキーゲートをに take り pay back けた sample を as った. Macroscope quantum コヒーレンスの is により expect される interlayer プラズマ wound up 観にを purpose, スプリット horizontal type super 伝 guide マグネットとマイクロ wave measurement device を group み close わせた quantum ホール sharper determination of fruit システムに, bush 釈 refrigerator を take り pay けた. Argument = 1 quantum ホール state の in-plane magnetic Yang を plus えたトランスポートの be 験から, quasi スピンのソリトン grid phase と exam えられをる phenomenon shows したので, try back 2 axis planning quantum ホール sharper determination of fruit システムを with いて detailed し measured by line をいい results を発 table した.