THz光顕微鏡・走査型電位計の高性能化とそれを用いた半導体量子構造の電子物性研究

提高太赫兹光学显微镜和扫描静电计的性能并利用它们研究半导体量子结构的电子特性

• 批准号: 16684007
• 负责人: 河野 行雄
• 金额: $ 9.4万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16684007/
• 关键词: THz光顕微鏡; 走査型電位計; 量子ホール効果; サイクロトロン発光; ノイズ; 雑音センサー; 1; f雑音

今年度は、昨年度高性能化を達成した2種類のイメージング計測技術-THz光顕微鏡、走査型電位計-を半導体試料に応用した研究を主に行った。成果は以下の2点である。(1)THz光顕微鏡による研究:昨年度に引き続き、量子ホール素子から放射されるサイクロトロン発光の伝導チャネルサイズ依存性を系統的に調べた。実験結果から、発光領域が、伝導チャネルの幅に応じて(電流密度が一定であるにもかかわらず)著しく変化する様子を明確にとらえることに成功した。この結果から、量子ホール素子による波長可変テラヘルツレーザーの実現に向けて、デバイス設計の有用な指針を与えることができた。(2)走査型電位計による研究:開発した走査型電位計をノイズセンサーとして応用することで、量子ホール素子におけるノイズ電圧の空間マッピングを行った。量子ホール状態から弱磁場側にずれた領域で、ノイズ電圧が試料の片側に偏って発生し、一方、強磁場側にずれた領域では、試料全体にわたって発生することを見出した。この実験結果から、前者は局在状態-非局在状態間の電子の飛び移り、後者は非平衡エッジ状態にある電子のバルク状態への不規則的な緩和が背後のメカニズムであることが分かった。以上のうち、(1)はPhysical Review Letters誌に掲載、(2)はApplied Physics Letters誌に掲載、7th International Conference on New Phenomena in Mesoscopic Structures/5h International Conference on Surfaces and Interfaces of Mesoscopic Devices (Hawaii, Nov.27-Dec. 2, 2005)において招待講演を行い、(1)と(2)に関する総合的な成果報告を、日本物理学会秋季大会(同志社大学、2005年9月)においてシンポジウム講演として行った。

This year's and last year's high-performance engineering engineering technology-THz optical micrometer, walking potentiometer-semi-solid materials research is the main research project. The results are as follows: 2 o'clock. (1) the study of THz optical microarray: last year, we introduced the optical guidance system for the dependence of the system. The results show that, in the field of light and light, we must ensure that the current density is very important to ensure that the system is successful. The results of the experiment show that the wave length of the quantum electron beam can be used to realize the direction of the wave, and the design of the device is useful to guide and verify the frequency of the wave. (2) the study of the traveling electric potential meter: the traveling electric potential meter is used in the operation of the traveling electric potential meter. In the field of weak magnetic field, electrical and electronic equipment, the production of low-intensity magnetic field, high-intensity magnetic field, high-intensity magnetic field, low-intensity magnetic field, high-intensity magnetic The results show that the former is in a state-non-local environment, and the latter is in a non-equilibrium state. In the other hand, there is a non-regulation in the status of the computer, and there is no regulation in the back. Above, (1) Physical Review Letters, (2) Applied Physics Letters, 7th International Conference on New Phenomena in Mesoscopic Structures/5h International Conference on Surfaces and Interfaces of Mesoscopic Devices (Hawaii, Nov.27-Dec. 2, 2005) the results report of the Japanese physical Society Autumn Conference (Associated Press University, September 2005) and the performance of the Japanese physical Society.

项目成果

Macroscopic channel-size effect of nonequilibrium electron distributions in quantum hall conductors

• DOI: 10.1103/physrevlett.95.166801
• 发表时间: 2005-10-14
• 期刊: PHYSICAL REVIEW LETTERS
• 影响因子: 8.6
• 作者: Kawano, Y;Okamoto, T
• 通讯作者: Okamoto, T

Imaging of intra- and inter-Landau-level scattering in quantum Hall systems

量子霍尔系统中朗道能级内和朗道能级间散射的成像

• 发表时间: 2004
• 期刊: Physical Review B (Rapid Communication) 70
• 作者: Y.Kawano;T.Okamoto
• 通讯作者: T.Okamoto

Macroscopic size effect of inter-Landau-level scattering in quantum Hall systems

量子霍尔系统中朗道能级间散射的宏观尺寸效应

• 发表时间: 2005
• 期刊: International Journal of Modern Physics B 18(印刷中)
• 作者: Y.Kawano;T.Okamoto
• 通讯作者: T.Okamoto

Scanning electrometer using the capacitive coupling in quantum Hall effect devices

在量子霍尔效应器件中使用电容耦合的扫描静电计

• 发表时间: 2004
• 期刊: Applied Physics Letters 84
• 作者: Y.Kawano;T.Okamoto
• 通讯作者: T.Okamoto

Spatial imaging of noise voltages by a quantum Hall scanning electrometer

通过量子霍尔扫描静电计对噪声电压进行空间成像

• 发表时间: 2006
• 期刊: Journal of Physics: Conference Series (印刷中)
• 作者: Y.Kawano;T.Okamoto
• 通讯作者: T.Okamoto