1998 Fiscal Year Annual Research Report
整数・分数量子ホール状態の2次元電子系におけるエッジ状態の空間分布
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10740170
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
音 賢一 大阪大学, 大学院・理学研究科, 助手 (30263198)
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| Keywords | 量子ホール効果 / 分数量子ホール効果 / エッジ状態 / 電気容量 / 複合フェルミオン / 圧縮・非圧縮ストリップ / 閉じ込めポテンシャル |
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| Research Abstract |
1. 分数量子ホール効果におけるエッジチャネル
分数量子ホール効果状態におけるGaAs/AlGaAs ヘテロ接合の2次元電子系とゲート電極間の電気容量の測定を行い、整数量子ホール効果の場合と同様なエッジチャネルが存在することを検証しその幅を初めて測定した。分数量子ホール効果状態でのエッジ状態の空間分布にも電子相関による多体効果が重要であり、整数・分数量子ホール効果のどちらの場合でもその幅はμmの程度であった。これは1電子的な描像では説明できない大きさで、電子の多体効果を考慮した圧縮・非圧縮ストリップモデルなどの「広がったエッジチャネル」を考える必要がある。また、電気容量の測定による分数量子ホール効果のエッジチャネルの幅には顕著な励起電圧依存性が見られ、複合フェルミオンと関連づけて議論した。
2. エッジチャネル間の分離距離
量子ホール効果でのエッジチャネルの構造を明らかにすることを目的として、エッジチャネル間の電気容量を測定する方法を開発した。エッジチャネルのエネルギー緩和により測定値が影響を受けるため、現在、形状を工夫して定量的な議論のできる試料での実験を行うべく準備を進めている。
3. その他
上記の研究のほか、電流の流れている非平衡状態での量子ホール効果とエッジチャネルの研究、量子ホール効果のブレークダウンと2次元電子系の本均一性との関係について調べた。また、本研究で開発した強磁場中での電気容量の実験技術を和文雑誌に紹介した。
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[Publications] K.Oto et al: "Edge Channels in Integer and Fractional Quantum Hall Regime Investigated by Magnetocapacitance" Physica B. 249-251. 440-444 (1998)
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[Publications] K.Oto et al: "Magnetocapacitance in Quantum Hall Regime with External DC Current" Solid State Electronics. 42. 1191-1194 (1998)
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[Publications] S.Takaoka et al: "Edge State in Fractional Quantum Hall Effect Regime Investigated by Magnetocapacitnace" Phys.Rev.Lett. 81. 4700-4703 (1998)
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[Publications] K.Oto et al: "Width of Edge Channels at Fractional Quantum Hall Plateau" Proc.24th ICPS(World Scientific). (印刷中). (1999)
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[Publications] K.Oto et al: "Capacitance between Adjacent Edge Channels at Quantum Hall Plateaux" Microelectric Enginnering. (印刷中). (1999)
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[Publications] 音 賢一 他: "低温,強磁場下の電気容量測定:" 団体物理. 34. 185-192 (1999)
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[Publications] 音 賢一 他: "Mesoscopic Physics and Electronics(分担共著)" (edited by T.Ando et al. Springer-Verlag,Berlin,1998), 132-138 (1998)
