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Direction observation of nonequilibrium spins in the quantum Hall system by exciton microscopy

Research Project

Project/Area Number 17J02035
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Condensed matter physics II
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

Moore John  東北大学, 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スカーミオン / 量子ホール効果 / スピン コヒーレンス / トポロジー
Outline of Annual Research Achievements

去年の研究実績の概要で報告した量子ホールスカーミオンに関する実験結果を更に分析しました。物理理論の准教授柴田尚和に相談しながらこの研究の論文を執筆して雑誌で出版しました。
学位の条件に従って博士論文を執筆し、審査委員会に提出しました。博士論文が国立国会図書館に送付されました。博士論文と博士論文発表の審査の結果、筆者の研究は東北大学物理学専攻の2018年度の専攻賞を受賞しました。
電子スピンのコヒーレンス時間計測の実験装置を組み立てました。この装置はパンプの光パルスで電子スピンのコヒーレント状態を励起して、プローブの光パルスでカー回転の検出法によって状態の緩和を時間的に測ります。チタンサファイアレーザーから発光される光パルスを2つに分けて、調整可能な遅延線で時差を作りました。そして回折格子を用いてパルスを整形することによって試料のバンドギャップエネルギーに合うパルスを作りました。極低温でも電子スピンのコヒーレンス時間を測定出来るように、光パルスがあまりに分散しない光ファイバーを希釈冷凍機に導入し、光をファイバーにカップリングしました。冷凍機の中で反射光の回転(カー回転)を強度の変化に変換し、室温で強度をロックイン検出法で測定できるようにしました。実験試料のガリウム砒素量子井戸に光を当てながら、カー回転検出のテストとトラブル対応段階に入りましたが、まだ信号を検出できませんでした。研究室の他の一人の学生はこの研究を引き継ぎました。

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

    (6 results)

All 2018 2017

All Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Evidence for a correlated phase of skyrmions observed in real space2018

    • Author(s)
      Moore John N.、Iwata Hikaru、Hayakawa Junichiro、Mano Takaaki、Noda Takeshi、Shibata Naokazu、Yusa Go
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 98 Issue: 16

    • DOI

      10.1103/physrevb.98.161402

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Anomalous first-order transition of quantum Hall skyrmions observed by photoluminescence microscopy2018

    • Author(s)
      John N. Moore
    • Organizer
      Kick-off Symposium for World Leading Research Centers - Materials Science and Spintronics
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Anomalous quantum Hall skyrmion transition with long-range ordering2017

    • Author(s)
      John N. Moore
    • Organizer
      International Symposium on Hybrid Quantum Systems (HQS2017)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Anomalous transition of quantum Hall skyrmions observed by photoluminescence microscopy2017

    • Author(s)
      John N. Moore
    • Organizer
      物理学会2017年秋季大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] First-order phase transition of quantum Hall skyrmions observed by photoluminescence microscopy2017

    • Author(s)
      John N. Moore
    • Organizer
      International School and Symposium on Nanoscale Transport and phoTonics (ISNTT2017)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Photoluminescence investigation of a quantum Hall skyrmion transition,”2017

    • Author(s)
      John N. Moore
    • Organizer
      22nd International Conference on Electronic Properties of Two Dimensional Systems (EP2DS-22)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

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

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