1995 Fiscal Year Annual Research Report
強磁場下2次元電子系に生ずるエッジ状態の分光学的手法による研究
| Project/Area Number |
05402012
|
|---|
| Research Institution | The University of Tokyo |
|---|
Principal Investigator |
小宮山 進 東京大学, 教養学部, 教授 (00153677)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
平井 宏 東京大学, 教養学部, 助手 (30251325)
白木 靖寛 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (00206286)
吉岡 大二郎 東京大学, 教養学部, 教授 (30114713)
|
|---|
| Keywords | 化学ポテンシャル・エッジ電流 / サイクロトロン共鳴吸収 / ホール電流 / 量子ホール効果状態 / 局在と非局在状態 / サイクロトロン発光 / 量子ホール効果のブレークダウン |
|---|
| Research Abstract |
1。量子ホール効果状態における、縦抵抗を生じないサイクロトロン発光
平成6年度に開発した量子ホール効果デバイスを利用した超高感度の遠赤外検出器を用いて、量子ホール状態にある2次元電子系への端子からの電子の注入に伴うサイクロトロン発光を初めて見出す事に成功した。電流増大に伴ってその発光スペクトルが連続的に低エネルギー側(サイクロトロン有効質量が重い方向)に2〜3%ずれること、および発光がソ-ズ側とドレイン側双方のいわゆるヒート・スポットで起こっていることが解った。
2。量子ホール効果デバイスへの電流注入点とその移動
特別な電流注入端子を持つホールバ-試料を用いて、電流端子から量子ホール効果状態にある2次元電子系への電子の注入箇所の微視的な特定を行った。サイクロトロン発光が観測される電流領域では電流増大に伴って電子注入点が数μm程度移動するが、それが試料全体としての2端子抵抗の量子化には影響を及ぼさないことを見出し、上記1とも合わせて電流注入の機構について理解を深めることができた。
3.量子ホール効果ブレークダウンの非局所性
電流端子の近くに電圧端子を配した6端子ホール・バ-試料を作成し、電流増大に伴う量子ホール効果のブレークダウン特性を調べ、極めて顕著な電流局性に対する依存性を見出した。その結果は、量子ホール効果のブレークダウンが電場の局所的な作用の結果起こるのではなく、ブート・ストラップ式の電子加熱によって生じることを強く示唆するものであり、ブレークダウンについての理解を大きく進めることができた。
|
-
[Publications] H.Hirai,: "Dependence of inter-edge-channel scattering on the temperature and magnetic field:Insight into the edge-confining potential." Phys.Rev.B. 52. 11159-11164 (1995)
-
[Publications] Y.Kawaguchi: "Disappearance of the breakdown of quantum Hall effect in short devices." Jpn.J.Appl.Phys.34. 4309-4312 (1995)
-
[Publications] H.Hirai: "Local current distribution in the presence of nonequilibrium distribution of edge states." Jpn.J.Appl.Phys.34. 4321-4324 (1995)
-
[Publications] Y.Kawaguchi: "Nonlocal nature of the breakdown of the integer quantum Hall effects." to be published in Physica B 1996.(1996)
