Imaging of electron spin polarization in quantum Hall states investigated by Kerr rotation microscopy

通过克尔旋转显微镜研究量子霍尔态中电子自旋极化的成像

• 批准号: 21540315
• 负责人: OTO Kenichi
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: Chiba University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21540315/
• 关键词: スピン偏極; イメージング; カー効果; メゾスコピック系; 量子ホール効果; 強磁場; ポテンシャルゆらぎ; サニャック干渉計; 量子井戸

The spin-related phenomena observed in the quantum Hall (QH) effect, such as the QH ferromagnet at the filling factor of Landau level ν=1, dynamic nuclear polarization by the QH breakdown current, etc., affect to the spin dynamics and also to the current distribution in the QH devices, showing the 'spin texture'. We developed an optical fiber-based Kerr microscope operating in the low temperatures below 2 K and high magnetic fields up to 9 T. The spatial resolution of 4 μm can be obtained in the QH regime. We obtained the spatial distribution image of the local filling factor through the degree of the spin polarization, and also observed the spin polarized quantum Hall current both in the bulk and near the edge areas. We are trying to set our Kerr microscope in a dilution refrigerator to investigate the spin polarization in the fractional quantum Hall regime.

在量子霍尔（QH）效应中观察到的自旋相关现象，如填充因子为朗道能级ν=1的QH铁磁体，QH击穿电流引起的动态核极化等，影响自旋动力学和QH器件中的电流分布，显示了“自旋织构”。我们研制了一种可在低于2K的低温和高达9T的强磁场下工作的光纤克尔显微镜。在QH区可获得4 μm的空间分辨率。通过自旋极化度的变化得到了局域填充因子的空间分布图像，并在体区和边缘区观察到了自旋极化的量子霍尔电流.我们正试图将克尔显微镜置于稀释冰箱中，以研究分数量子霍尔机制中的自旋极化。

项目成果

量子ホール強磁性状態における乱雑ポテンシャルによるスピン波の崩壊

量子霍尔铁磁态中随机势导致的自旋波崩溃

• 发表时间: 2009
• 作者: 福岡大輔;他
• 通讯作者: 他

グラファイト磁気キャパシタンス振動の起源

石墨磁电容振动的起源

• 发表时间: 2009
• 作者: 吉田高英;他
• 通讯作者: 他

Imaging of local filling factor in current flowing ν=1 quantum Hall state by scanning Kerr microscope

通过扫描克尔显微镜对电流流动的ν=1量子霍尔态中的局部填充因子进行成像

• 发表时间: 2010
• 作者: K. Oto;他5名
• 通讯作者: 他5名

Imaging of Local Filling Factor near ν=1 Quantum Hall State by Scanning Kerr Microscope in High Magnetic Fields

高磁场中扫描克尔显微镜对 ν=1 量子霍尔态附近局部填充因子的成像

• 发表时间: 2009
• 作者: K. Oto;他7名
• 通讯作者: 他7名

光ファイバーを用いた量子ホール系の強磁場、極低温におけるKerr回転スペクトルの測定

使用光纤测量量子霍尔系统中强磁场和极低温下的克尔旋转光谱

• 发表时间: 2010
• 作者: 伊藤裕紀;ほか6名
• 通讯作者: ほか6名