Quantum state control of chiral plasmons in integer and fractional quantum Hall systems

• Project/Area Number: 24K00552
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 13020:Semiconductors, optical properties of condensed matter and atomic physics-related
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 藤澤 利正 東京工業大学, 理学院, 教授 (20212186)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2029-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥18,590,000 (Direct Cost: ¥14,300,000、Indirect Cost: ¥4,290,000); Fiscal Year 2028: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000); Fiscal Year 2027: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000); Fiscal Year 2026: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2025: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2024: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
• Keywords: カイラルプラズモン / 量子ホール効果 / 量子状態制御

Outline of Research at the Start

本研究では、整数量子ホール系・分数量子ホール系の端に現れる一次元電子系に注目し、その素励起であるカイラルプラズモンの物性を探求・活用することで、プラズモンの量子状態やトポロジカル状態の制御方法の確立を目指す。強磁場中の二次元電子系（AlGaAs/GaAsヘテロ構造）の微細構造によりメゾスコピック量子ホール系を形成し、プラズモン共振器やプラズモン増幅器などの開発による集積化プラズモン回路の構築を目指す。プラズモン量子状態の生成手法の確立、分数電荷波束の生成手法などの研究が見込まれる。これらの融合により、古典・量子・分数電荷状態を生成・操作・観測できる量子カイラルプラズモニクスの創成を目指す。