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半導体超構造に於けるスカーミオン (スピン・電荷結合励起)

半导体超结构中的斯格明子（自旋/电荷耦合激发）

基本信息

批准号：
11125203
负责人：
江澤潤一
金额：
$ 0.9万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

近年の半導体工学の成果は目覚しく、半導体結合界面に高移動度をもつ2次元電子系の生成を可能にしている。2次元空間にはその位相的性質の特殊性に起因して不可思議な現象が起こり得る。例えば、平面電子は磁場中で磁束と結合してポーズ粒子に転換され単独で凝縮可能になる。具体的には量子ホール状態は単独電子の凝縮状態と考えられる。この結果、量子ホール系には巨視的コヒーレンスが発生し一般に位相的励起が存在する。スピン自由度を導入した時、昨年度提唱した改良複合ボソン理論に立脚してスピン・コヒーレンスが発生する事を示したのが第一の研究成果である。この様なコヒーレンス系に存在する位相的励起はスカーミオンである。元来、スカーミオンは核子を記述するために導入されたO(4)内部対称性をもつ非可換位相励起であるが、量子ホール系ではO(3)スピン対称性を持つ。スカーミオンは従来知られていた概念であるが、場の理論的に導いたのは初めてである。2次元電子系を二枚平行に近接して配置する事により強磁場中で2層量子ホール状態を実現できる。上記の解析を2層量子ホール系に拡張し新しい成果を得た。二層の自由度を擬スピンと呼ぶ。スピンと擬スピンの自由度がコヒーレントに絡み合ってSU(4)の自由度が実現し、その励起はSU(4)スカーミオンであることを改良複合理論に立脚して示した。これが第二の成果である。更に上記の理論的成果を検証するための実験を行なってもらった。実験は東北大学理学部超低温研究施設、同大学電気通信研究所高速知能システム研究施設およびNTT基礎研究所に依頼した。2層系で占有率 υ= 2でSU(4)スカーミオンが存在する傍証を得た。又、2層系で層間コヒーレンスが存在する傍証も得た。以上の研究成果は、6編の国際的に著明な専門誌に発表し、又、3つの国際会議で発表した。特に、2000年アメリカ物理学会で招待講演を行なった。

Recent achievements in semiconductor engineering have made it possible to create two-dimensional electronic systems with high mobility at the semiconductor bonding interface. The peculiarity of the nature of the phase in the 2-dimensional space is the cause of the mysterious phenomenon. For example, it is possible for plane electrons to combine with magnetic beams in a magnetic field and to condense particles into single particles. Specifically, the quantum state is the condensed state of a single electron and the state is the same. As a result, it is the existence of the normal phase of the quantum telescope's giant vision. The introduction of スピン degrees of freedom was introduced last year, and the improved composite ボソン theory was established.てスピン・コヒーレンスが発生する事をshows the first research result of したのがである. The この様なコヒーレンス-type に existence する phase's Rikiki はスカーミオンである. Yuanlai, スカーミオンはatomic をnarrative するために Import されたO(4) Internal symmetry をもつ Non-replaceable phase excitation であるが, quantum ホール system ではO (3) スピン対symmetry をhold つ. The concept of スカーミオンは従来知られていたであるが, and the いたのは初めてである of the field theory. The 2-dimensional electron system is a two-dimensional quantum state in which two parallel and close-to-close configurations are placed in a strong magnetic field. The analysis of the above mentioned 2-layer quantum ホール system has resulted in a new result. The second level of freedom is called pseudo-freedom.スピンと pseudo スピンの Degree of freedom がコヒーレントにLUOみ合ってSU(4)の Degree of freedom が実appear し, その力起はSU(4)スカーミオンであることをImproved composite theory is based on the footing of it. The second result is the second result. The results of the above-mentioned theory are further documented. It is located at the Ultra-low Temperature Research Facility of the Faculty of Science of Tohoku University and the High-Speed Intelligent Technology Research Facility of the Electrical and Communications Research Institute of Tohoku University and the NTT Basic Research Institute. The occupancy rate of the 2-layer system υ= 2でSU(4) The existence of the スカーミオンが is proven by the evidence. In addition, the existence of the inter-layer system of the 2-layer system is proven by the fact that it exists. The above research results are published in 6 editions of international journals and 3 international conferences. In particular, he was a guest lecturer at the Academy of Physics in 2000.