1999 Fiscal Year Annual Research Report
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10102003
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
福山 寛 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助教授 (00181298)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
神原 浩 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助手 (00313198)
大野 圭司 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助手 (00302802)
樽茶 清悟 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (40302799)
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| Keywords | 単原子層膜 / 多体交換相互作用 / 温度スケール / 走査プローブ / 量子ドット / 電気伝導 / 多体効果 / 低温高真空STM |
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| Research Abstract |
1 グラフォイル表面に吸着したサブモノレーヤー2次元固体^3Heについて核比熱を100μKまで測定し、温度にほぼ逆比例するスピン比熱の高温異常を面密度の関数として調べた。その結果、多体交換相互作用の競合が強く、フラストレーションが大きい程、比熱の温度依存性のべきの絶対値が小さくなることを見い出した。
2 ^3He融解曲線を0.5mK、15Tの超低温・高磁場まで精密に測定し、融解圧力の磁場依存性を決定した。これから固体^3Heの多体交換相互作用の体積依存性の知見が得られるだけでなく、mK温度域でしかも高磁場中の温度スケールを構築することができる。
3 超低温・高磁場下で2次元固体^3Heの核磁化曲線を測定するためのファラデー型磁束計のプロトタイプを製作し、その感度テストを行った。一方、極低温・高磁場下で作動する走査プローブ装置の開発に着手した。
4 円形量子ドットにおいて、相互作用の直接項と交換項によってスピン状態が一重項-三重項-一重項遷移する過程を観測することにより、直接項と交換項の大きさを電子数の関数として初めて定量的に求めると共に、理論的にも説明できた。一方、長方形ドットの電子状態を励起スペクトロスコピーの手法で調べることにより、ドット形状の極僅かな異方性によって、単一粒子の縮退の解消と相互作用の減少が起こり、スピン一重項が優先的に現れることを明らかにした。
5 電子波長の1/2から1/4程度の短周期の変調を重畳した単一モード量子細線を作製し、周期的変調に関連すると思われる線形コンダクタンスの減少と非線形コンダクタンス異常を観測した。これらは、朝永-Luttinger効果の理論予測に適合することから、現在、さらに詳細な実験を進めている。
6 ^4He仕様(5K)高真空STM装置の^3He仕様(0.3K)への改造、および低温高真空中での試料劈開ツールの組み込み、などの技術検討を進めた。試料劈開ツールは、既設の高真空造STM装置で現在試験中である。^3He仕様への改造は、改造発注先での技術的トラブルのため、予定より半年程度遅れている。
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[Publications] H. Fukuyama: "A Possible Quantum Spin-Liquid State in Antiferromagnetic 2D Solid ^3He"Physica B. 印刷中. (2000)
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[Publications] M. Morishita: "Nuclear-Spin Heat Capacities of Submonolayer Solid ^3He"Physica B. 印刷中. (2000)
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[Publications] K. Yokota: "Superconductivity in the quasi two-dimensional conductor 2H-TaSe_2"Physica B. 印刷中. (2000)
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[Publications] T. H. Oosterkamp: "The stability of the maximum density droplet in quantum dots in high imagnetic field"Physical Review Letters. 82. 2931-2934 (1999)
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[Publications] P.D. Ye: "Internal magnetic focusing in an array of ballistic cavities"Physical Review. B59. 9794-9797 (1999)
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[Publications] S. Tarucha: "Exchange and direct Coulomb interactions in artificial atoms"Physical Review Letters. 印刷中. (2000)
