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

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10740170
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 音 賢一 大阪大学, 大学院・理学研究科, 助手 (30263198)
• Keywords: 量子ホール効果 / エッジ状態 / 電気容量 / 平行磁場 / 閉じこめポテンシャル / 圧縮性ストリップ / スピン分離 / ブレークダウン現象

Research Abstract

斜め強磁場でのエッジチャネル幅
GaAs/AGaAsヘテロ構造2次元電子系の面に斜め方向の磁場を加えたときの整数量子ホール効果でのエッジチャネル幅をゲートとの間の電気容量の測定により調べた。最大8T程度の平行磁場ではエッジチャネル幅はほとんど変化しなかった。スピンキ゜ャップである占有数3においても、全磁場の増加とともにバルクの残留電気伝導度が顕著に減少するにも関わらず、エッジチャネル幅はほとんど変化しなかった。
Si-MOSFET2次元電子系のエッジチャネル幅
SI-MOS 2次元電子系の量子ホールプラトーでのエッジチャネル幅を初めて測定した。移動度の大きな試料ほどチャネル幅が細いこと、GaAs/AGaAs2次元電子系と比較して数倍程度の幅を持つとともに、電気容量の測定励起電圧依存性が比較的大きいことが分かった。
エッジチャネルの分離距離の計測
違うランダウ準位に属する隣り合ったエッジチャネル間の電気容量を測定し、エッジチャネル間の分離距離を測定する試みを行った。占有数3のエッジチャネルと他のチャネル間では、エネルギー緩和長が非常に長いため測定が可能のようであるが、分離距離が比較的大きいため、電気容量の値が非常に小さく測定は困難である。また、隣接するエッジチャネル間に数mVの電位差を加えて測定するため、熱平衡状態のエッジチャネルの構造とは大きく異なっている可能性が大きい。

Research Products

• [Publications] K.Oto: "Capacitance between Adjacent Edge Channels at Quantum Hall Plateaux"Microelectronic Engineering. 47. 27-29 (1999)
• [Publications] S.Takaoka: "Influence of Parallel Magnetic Field of Cyclotron Mass in Double-Layer Two-Dimensional Electron System"Microelectronic Engineering. 47. 293-295 (1999)
• [Publications] A.Kuriyama: "Cyclotron Resonance in Double-Layer Two-Dimensional Electron System in Tilted Magnetic Field"Solid State Commun.. 111. 699-704 (1999)
• [Publications] 音賢一: "量子ホール状態におけるエッジ状態と電気伝導"物性研究. 72. 211-215 (1999)
• [Publications] S.Takaoka: "Far-Infrared Magneto-Absorption of Double-Layer Two-Dimensional Electron System in Tilted Magnetic Fields"Physica E. 6. 623-626 (2000)