Si-MOS二次元電子系における金属・絶縁体転移:ランダウ準位の崩壊と電子の局在

Si-MOS二维电子系统中的金属-绝缘体转变：朗道能级塌陷和电子局域化

• 批准号: 06740300
• 负责人: 岡本 徹
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Gakushuin 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: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06740300/
• 关键词: 金属・絶縁体転移; 2次元電子系; 整数量子ホール効果

申請者は、シリコンMOS中の二次元電子における金属・絶縁体転移の研究を行ってきた。本年度の成果を以下に列記する。1.高移動度試料を用いて、電子濃度と対角およびホール伝導率との関係を測定した。不規則性を表す無次元パラメータω_cτを導入することによってKhmelnitskiiとLaughlinが提唱した、非局在状態バンドの浮上のモデルと良く比較することができた。2.金属状態と絶縁体状態の相境界の振る舞いも、スピン分離や谷分離の増強効果を考慮することにより、上記モデルにより良く説明できた。このことより、絶縁体領域での巨大磁気抵抗の原因が、従来まで考えられていた電子のウィグナー結晶化ではなくて、アンダーソン局在に対する電子間相互作用の摂動的効果によるものであることが明らかになった。(1.と2.は研究発表参照)。3.今月の2月に低移動度試料に対しても、同様の測定を行った。金属・絶縁体転移が起こる電子濃度は高移動度試料の場合に比べて50%程度高くなるものの、ω_cτとランダウ充填率の関数としての対角伝導率とホール伝導率の振る舞いは高移動度試料の場合と非常に近いものであった。この結果は、シリコンMOS中の二次元電子における金属・絶縁体転移に対する我々の解釈の正当性をより確かなものにした。(現在、投稿論文準備中)4.電子が存在する二次元平面の垂線と磁場との角度を0度から約60度にした場合に、絶縁体領域での巨大磁気抵抗の振る舞いが劇的に変化することが観測された。この横磁場依存性が、今後の大きな課題となる。

The applicant has conducted research on the transfer of metal and insulating materials in the study of two-dimensional electrons in MOS. The results for the year are listed below. 1. The relationship between electron concentration and conductivity of high mobility samples was determined. Irregularity is expressed in terms of dimensionality, non-dimensionality, and non-dimensionality. 2. The metal state and the phase state of the phase state are considered to be in the middle of the vibration, in the middle of the separation, in the middle of the enhancement effect, in the middle of the separation effect. The reason for the large magnetic resistance in the dielectric field is that the electrons are crystallized and the effect of the interaction between the electrons is obvious. (1.(2) The study is based on the table.) 3. This month's February low mobility test was conducted on the same basis. The electron concentration of the metal insulator is higher than 50% in the case of high mobility samples, and the correlation between the filling rate and the angular conductivity is very close to that of high mobility samples. The result is that the two-dimensional electron in the MOS is not only a metal, but also an insulating material. (Now, paper preparation)4. The electron exists in the vertical line of the quadratic plane and the angle of the magnetic field is from 0 degrees to about 60 degrees. In the case of vibration, the huge magnetic resistance in the dielectric field is greatly changed. The dependence of transverse magnetic field is a big problem in the future.

项目成果

岡本 徹 他3名: "Transition from Quantum Hall Metal to Insulator Induced by Floating-up of Extended-State Bands in Si-MOSFET's" Proceedings of 11th International Conference on High Magnetic Fields in Semiconductor Physics(to be published by World Scientific). 1

Toru Okamoto等3人：“Transition from Quantum Hall Metal to Insulator Induced by Floating-up of Extended-State Bands in Si-MOSFETs”第11届国际半导体物理高磁场会议论文集（将由World Scientific出版）。 1