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高周波単電子制御を用いた量子輸送ダイナミクスの研究

Research Project

Project/Area Number 17J01293
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Condensed matter physics I
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

則元 将太  大阪大学, 理学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2017-04-26 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2018: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords単電子伝導 / 非平衡現象 / 量子系 / 電子干渉 / ファノ効果 / 単電子操作 / 単電子検出
Outline of Annual Research Achievements

前年度投稿した人工分子系における伝導電子の干渉の論文は、PRBに出版された。本論文はファノ効果と呼ばれる共鳴準位と連続準位が並列に存在する系に対する透過波の干渉現象の普遍性を報告するものである。また本論文は、制御性が高く伝導電子の干渉が伝導を支配するメゾスコピック系でなくては達成されたなかったものである。
一方で、量子系における非平衡現象を探索する道具として単電子源の研究を引き続き行った。前年度に開発したデバイス作製法には、レジストと基板の間に腐食液が侵入するため二次元電子系が侵されてしまい、低温において伝導がなくなるという欠点があることが判明した。そのため、腐食液に高い耐性を持つフォトレジストを用いたサブマイクロオーダーの構造を作製する技術と素早くデバイス作製を完了させる手法を確立した。作製した1um×20umの細線上に金属細線を蒸着することで、単電子源デバイスを作製した。作製したデバイスを申請者を含めた共同研究者とともに作製した測定系を用いて、デバイスに送った高周波(100-400MHz程度)に応答して高周波の一周期に決まった数(1-3)の電子を放出するデバイスを作製することに成功した。作製したデバイスの構造は分光測定や実時間測定が可能な構造となっており、単電子源の放出電子や時間分布などの今後必要となってくる放出電子の特性を測定することが可能となっている。今後これらの測定を行い、量子系の非平衡現象を探索する手法の確立を目指す。
上記の単電子源は今まで報告されてこなかった方法で作製された。現在、今回開発した手法とその実用性についての論文を投稿準備中である。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2019 2018 2017

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] Fano effect in the transport of an artificial molecule2018

    • Author(s)
      Shota Norimoto, Shuji Nakamura, Yuma Okazaki, Tomonori Arakawa, Kenichi Asano, Koji Onomitsu, Kensuke Kobayashi, Nobu-hisa Kaneko
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 97 Issue: 19 Pages: 195313-195313

    • DOI

      10.1103/physrevb.97.195313

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Fine etching process for fabrication of single electron sources2019

    • Author(s)
      Shota Norimoto, Shuichi Iwakiri, Masahiko Yokoi, Tomonori Arakawa, Yasuhiro Niimi and Kensuke Kobayashi
    • Organizer
      20th ANNIVERSARY of SUPERCONDUCTING QUBITS: PROGRESS and FUTURE DIRECTIONS
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 微細加工技術の開発とGaAs系二次元電子系単電子源への応用2019

    • Author(s)
      則元将太,岩切秀一,横井雅彦,荒川智紀,新見康洋,小林研介
    • Organizer
      日本物理学会第74回年次大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Fano effect in the transport of an artificial molecule2018

    • Author(s)
      Shota Norimoto, Shuji Nakamura, Yuma Okazaki, Tomonori Arakawa, Kenichi Asano, Koji Onomitsu, Kensuke Kobayashi, and Nobu-hisa Kaneko
    • Organizer
      34th International Conference on the Physics of Semiconductors 2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 極低温高周波測定系の評価と単電子源の分光測定2018

    • Author(s)
      則元将太, 岩切秀一, 浅野拓也, 荒川智紀, 新見康洋, 小林研介
    • Organizer
      日本物理学会 2018年秋季大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 高周波量子領域における純スピン流のダイナミクス2018

    • Author(s)
      岩切秀一、則元将太、浅野拓也、荒川智紀、新見康洋、小林研介
    • Organizer
      日本物理学会第73回年次大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] スピン注入を目的とした円偏光マイクロ波生成技術の開発2018

    • Author(s)
      荒川智紀、則元将太、岩切秀一、浅野拓也、新見康洋、小林研介
    • Organizer
      日本物理学会第73回年次大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 二重量子ドットにおけるファノ効果の観測2017

    • Author(s)
      則元将太、中村秀司、 岡崎雄馬、 金子晋久、 浅野建一、 小林研介
    • Organizer
      日本物理学会 2017年秋季大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 高周波雑音測定系の構築2017

    • Author(s)
      大島亜弓、岩切秀一、則元将太、荒川智紀、新見康洋、小林研介
    • Organizer
      第62回物性若手夏の学校
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of noise and high frequency measurement system2017

    • Author(s)
      大島亜弓、岩切秀一、則元将太、荒川智紀、新見康洋、小林研介
    • Organizer
      7th Summer School on Semiconductor/Superconducting Quantum Coherence Effect and Quantum Information
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 近藤領域にある量子ドットにおけるハンブリーブラウン・トゥイス実験の試み2017

    • Author(s)
      Lee Sanghyun、山下薫平、横井雅彦、則元将太、秦徳郎、荒川智紀、新見康洋、小林研介
    • Organizer
      第22回半導体スピン工学の基礎と応用 PASPS-22
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

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Published: 2017-05-25   Modified: 2024-03-26  

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