半導体ナノ構造を用いた高周波量子輸送特性に関する研究

利用半导体纳米结构研究高频量子输运特性

• 批准号: 11J09248
• 负责人: 鎌田 大
• 金额: $ 0.83万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J09248/
• 关键词: 物性実験; 半導体物性; 低温物性; 整数量子ホール効果; エッジチャネル; エッジマグネトプラズモン; 朝永-ラッティンジャー液体

本研究では、半導体ナノ構造における電子状態を高速エレクトロニクスで制御・検出することにより、新規的な高周波量子輸送現象を観測することを目的としている。特に、1元伝導体である量子ホールエッジチャネルにおいて電荷密度波(エッジマグネトプラズモン;EMP)の伝播特性は、エッジチャネルにおける電子間相互作用に強く依存するため、EMPが複数のエッジチャネルを伝播するとき、エッジチャネルの空間的配置に依存してフェルミ流体と朝永-ラッティンジャー流体(TLL)の特性が競合した量子輸送現象が期待される。本年度の研究では、申請者がこれまでに提案・実証してきたEMPの時間分解測定法を用いることにより、量子ホールエッジチャネルにおいてTLL模型で予測される電荷分断化現象の特徴を観測することに成功した。本測定では、対向する2つのエッジチャネルを負に印加したゲート電極を隔てて近接させ、チャネル間のトンネリングは無視できるが、クーロン相互作用で結合した相互作用領域を形成する。一方のチャネルにパルス状の正電荷を注入すると、もう一方のチャネルで小さいパルス状の正・負電荷が時間差をおいて観測された。ここで、相互作用領域をTLLとして考えると、これらの電荷はTLLの境界で分断化された電荷であると理解できる。さらに、シミュレーションによって、その電荷の大きさは試料の構造で決まるチャネル間のキャパシタンスの大きさに依存することを確認した。ゲート電極の形状を最適化することにより、静電的に制御可能なTLLを実現できると考えられ、電子の持つスピンと電荷の自由度が独立な素励起として振る舞う「スピン・電荷分離」の観測が量子ホールエッジチャネルにおいて可能になると期待される。

The purpose of this study is to measure the electronic state of semiconductor structures at high speed and high frequency. Charge density wave of special, one-element conductor The propagation characteristics of (EMP) are strongly dependent on the electron interaction, EMP is strongly dependent on the spatial configuration of the electron interaction. This year's study was successful in characterizing the charge fragmentation phenomenon predicted by the applicant's time decomposition method. This assay determines the formation of a negative interaction field between electrodes in close proximity to each other and in the presence of a negative interaction field between electrodes. The time difference between the positive and negative charges of one party and the other party is measured. The interaction field is TLL, the charge is TLL, the state is TLL, and the charge is TLL. The structure of the sample is determined by the large number of charges in the sample. The shape of the electrode should be optimized, and electrostatic control should be possible. TLL should be realized. The electron should be held free of charge, and the charge should be excited independently.

项目成果

Time-resolved measurement of interacting charges in quantum Hall edge channels

量子霍尔边缘通道中相互作用电荷的时间分辨测量

• 发表时间: 2012
• 作者: H. Kamata;N. Kumada;M. Hashisaka;K. Muraki;T. Fujisawa
• 通讯作者: T. Fujisawa

対向する量子ホールエッジチャネル間におけるクーロンドラッグの時間分解測定

对相对量子霍尔边缘通道之间库仑阻力的时间分辨测量

• 发表时间: 2012
• 作者: Ibuki Kawamata;Nathanael Aubert;Masahiro Hamano;Masami Hagiya;川又生吹;Ibuki Kawamata;川又 生吹;Ibuki Kawamata;Ibuki Kawamata;Ibuki Kawamata;Ibuki Kawamata;Ibuki Kawamata;川又生吹;鎌田大
• 通讯作者: 鎌田大

Time-resolved measurement of charge fractionalization in counter-propagating quantum Hall 吭ige channels

反向传播量子霍尔吭ige通道中电荷分裂的时间分辨测量

• 发表时间: 2012
• 作者: Ibuki Kawamata;Nathanael Aubert;Masahiro Hamano;Masami Hagiya;川又生吹;Ibuki Kawamata;川又 生吹;Ibuki Kawamata;Ibuki Kawamata;Ibuki Kawamata;Ibuki Kawamata;Ibuki Kawamata;川又生吹;鎌田大;鎌田大;Hiroshi Kamata
• 通讯作者: Hiroshi Kamata

電圧パルス印加ゲート電極によるエッジマグネトプラズモン励起の局所占有率依存性

通过施加栅极电极的电压脉冲激发边缘磁等离子激元的局部占据依赖性

• 作者: 鎌田大;熊田倫雄;橋坂昌幸;村木康二;藤澤利正
• 通讯作者: 藤澤利正

量子ホールエッジチャネルの電荷ダイナミクス

量子霍尔边缘通道的电荷动力学

• 作者: 藤澤利正;鎌田大;橋坂昌幸;村田竜二;熊田倫雄;村木康二
• 通讯作者: 村木康二