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半導体2次元電子系における強相関効果と量子相転移

半导体二维电子系统中的强相关效应和量子相变

基本信息

批准号：
06J52232
负责人：
當山清彦
金额：
$ 1.22万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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

平成19年度は、強磁場中の半導体2次元電子が強い電子相関のために示す多彩な量子相転移の解明・探究を行った。2次元電子は垂直に強磁場を印加されると、ランダウ準位と呼ばれる量子化したエネルギー準位を有するため、強相関効果を調べる上で格好の舞台である。さらに、異なるランダウ準位を交差させることで、2次元電子にどちらの準位を占有するかという擬スピン自由度を与えることができる。異なる擬スピン状態間の量子相転移は近年大変注目されてきた。本研究では世界最高レベルの移動度を誇るシリコン2次元電子を試料とし、低温・強磁場中にて準位交差時の磁気抵抗を系統的に測定した。ランダウ準位が整数本だけ占有された状況では、十分低温において、強い面内異方性を持つ鋭い縦抵抗率ピークを観測した。同様の現象は新奇電子状態の可能性から注目されてきたものの、観測報告は1例のみであった。本研究で新たにヒステリシスを観測し、イジング型の擬スピン強磁性のために異なる擬スピン状態間の1次相転移が生じ、異方的形状を持つ擬スピンドメイン構造が強い面内異方性を誘起していることを示した。一方、擬スピンが常磁性を示すと考えられるような十分高温においては、磁気抵抗にダブルピーク構造という新奇な特徴を観測した。これは、擬スピン磁性と電気伝導の関係について新たな知見を与えることが期待できる発見である。ランダウ準位の占有率が非整数の状況については、従来ランダウ準位交差の研究は少なかったが、本研究においては新奇電子状態の実現を期待して詳細に調べた。その結果、十分低温において、縦抵抗率ピークが減少し、同時にホール抵抗が特定の量子化値に大きく近づくという新たな現象を観測した。同現象は擬スピンが非偏極の新しい基底状態に起因することが期待できる。異なる擬スピンの電子がペアを組み、ペアの電荷密度波や超伝導が生じている可能性を検討中である。

In 2019, the semiconductor 2-D electron correlation in strong magnetic field was investigated to show the quantum phase shift in color. 2-D electrons are excited by strong vertical magnetic fields, and their levels are quantized and correlated. The difference between the positions of the electrons and the degrees of freedom of the electrons of the 2-dimensional electrons is discussed. The quantum phase shift between different states has attracted much attention in recent years. This study is the world's highest mobility measurement of two-dimensional electron samples, low temperature and strong magnetic field at the time of the magnetic resistance system measurement In the case of high temperature, high in-plane anisotropy, high resistance, low temperature, high temperature, The same phenomenon as the possibility of a novel electronic state is reported in a case study. In this study, we have demonstrated that the first phase shift between the ferromagnetic and different pseudo-magnetic states of the lattice pseudo-magnetic device occurs, and the strong in-plane anisotropy is induced by the anisotropic shape of the pseudo-magnetic device. A square, quasi-magnetic, ultra-high-temperature, ultra-high-temperature, ultra- The relationship between magnetism and electrical conductivity is new and expected. In this study, we expect to study the occurrence of novel electronic states in detail. As a result, very low temperature, low resistance, low temperature, high temperature The same phenomenon occurs when the substrate is not polarized. The possibility that electrons from different computers can be combined, and that charge density waves and superconductivity can be generated is under discussion.

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Magneto transport properties of Ge channels with extremely high compressive strain

具有极高压缩应变的Ge通道的磁输运特性

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
Applied Physics Letters 89
影响因子：
0
作者：
K.Sawano;Y.Kunishi;Y.Shiraki;K.Toyama;Y.Okamoto;N.Usami;K.Nakawaga
通讯作者：
K.Nakawaga

On Effects of Gate Bias on Hole Effective Mass and Mobility in Strained-Ge Channel Structures

栅极偏置对应变Ge沟道结构中空穴有效质量和迁移率的影响

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
Applied Physics Express 1
影响因子：
0
作者：
K.Sawano;Y.Kunishi;Y.Satoh;K.Toyama;K.Arimoto;T.Okamoto;N.Usami;K.Nakagawa;Y.Shiraki
通讯作者：
Y.Shiraki

高移動度シリコン2次元電子におけるランダウ準位交差と電気伝導の巨大異方性

高迁移率硅二维电子中的朗道能级交叉和导电的巨大各向异性