微小磁性体/半導体二次元電子系微細構造における輸送現象

半導体二次元電子系細線の基板表面上に磁性体細線を配置し、その漏れ磁場を利用して空間変調磁場を二次元電子系に導入した。この系において3つの異なるテーマで研究を行い、3編の論文(1編発表予定含む)及び2つの国際会議における発表を行った。1.二次元電子系チャネルの両端に符号の異なる空間変調磁場(勾配磁場)を導入し、伝導に異方性が生じることを示した。磁場勾配の方向により伝搬する方向が決まるスネーク軌道と電子-電子散乱の効果によりこの現象を説明した。2.位相緩和長が試料サイズと同程度になる低温において、勾配磁場によるコンダクタンス揺らぎの実験を行った。通常の一様磁場の場合との比較を行い、振る舞いの違いを磁束キャンセルの効果で説明した。3.磁性体細線による空間変調磁場に外から十分強い一様磁場を加えて、量子ホール領域における空間変調磁場の効果を調べた。量子ホール遷移領域における有限の縦抵抗が空間変調磁場により著しく抑制されることを観測した。新しい試みとして二次元電子系の曲がり抵抗を利用して、微小磁性体の磁化過程を検出することも行った。1ミクロン程度の磁性体リングにおいて明瞭に磁化状態(onion state及びclosure state)を検出する事ができ、磁壁の位置も同定できることを示した。半古典的なビリアードモデルを用いたシミュレーションにより曲がり抵抗の振る舞いを良く再現できることから、この手法は微小磁性体の磁化測定に有用であることを明らかにした。

半導体二次元電子系細線の基板表面上に磁性体細線を配置し、その漏れ磁場を利用して空間変調磁場を二次元電子系に導入した。この系において3つの異なるテーマで研究を行い、3編の論文(1編発表予定含む)及び2つの国際会議における発表を行った。1.二次元電子系チャネルの両端に符号の異なる空間変調磁場(勾配磁場)を導入し、伝導に異方性が生じることを示した。磁場勾配の方向により伝搬する方向が決まるスネーク軌道と電子-電子散乱の効果によりこの現象を説明した。2.位相緩和長が試料サイズと同程度になる低温において、勾配磁場によるコンダクタンス揺らぎの実験を行った。通常の一様磁場の場合との比較を行い、振る舞いの違いを磁束キャンセルの効果で説明した。3.磁性体細線による空間変調磁場に外から十分強い一様磁場を加えて、量子ホール領域における空間変調磁場の効果を調べた。量子ホール遷移領域における有限の縦抵抗が空間変調磁場により著しく抑制されることを観測した。新しい試みとして二次元電子系の曲がり抵抗を利用して、微小磁性体の磁化過程を検出することも行った。1ミクロン程度の磁性体リングにおいて明瞭に磁化状態(onion state及びclosure state)を検出する事ができ、磁壁の位置も同定できることを示した。半古典的なビリアードモデルを用いたシミュレーションにより曲がり抵抗の振る舞いを良く再現できることから、この手法は微小磁性体の磁化測定に有用であることを明らかにした。