超強磁場における低次元電子系の極限電子相

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12440083
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 長田 俊人 東京大学, 物性研究所, 助教授 (00192526)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松田 康弘 東京大学, 物性研究所, 助手 (10292757) ; 三浦 登 東京大学, 物性研究所, 教授 (70010949) ; 大道 英二 東京大学, 物性研究所, 助手 (00323634)
• Keywords: 超強磁場 / 低次元電子系 / 電子相転移 / 2次元電子系 / 磁場誘起密度波相

Research Abstract

本年度は、まず昨年度末に半導体2次元電子系試料作製用に導入した分子線エピタキシー装置の調整と結晶成長の条件出しを行った。各材料セルの温度とフラックス強度の関係、基板温度の最適化、ドーピング濃度の校正等を行い、超格子・HEMT構造などの試作を行った。また昨年度より構築しているパルス超強磁場下の電気伝導実験用の高周波伝導測定システムに、各種フィルタ、バイアス増幅などを加え改良・整備した。これを用いて単結晶グラファイト、低次元有機導体(BEDT-TTF)_2KHg(SCN)_4、電荷密度波物質NbSe_3について一巻きコイル直接放電法による100T、及び電磁濃縮法による200Tまでのパルス超強磁場下で電気伝導の実験を試みた。一巻きコイル法の実験の結果、高伝導度試料になるほど試料内部及び付近に誘起される誘導電流による温度上昇が重大な障害となり、試料の微細化やプリント配線の導入が不可欠であることが明らかとなった。単結晶グラファイトについては65T付近と150T付近に磁気抵抗の異常を観測した。これは強磁場準量子極限状態におけるShubnikov-de Haas振動と考えられ、Takadaらの理論的主張によれば強磁場下の相関効果を反映している可能性がある。低温で特異な磁場誘起電子相転移を示すα(BEDT-TTF)_2KHg(SCN)_4については、T=9Kで150Tまでの磁場領域での測定に成功したが、層間磁気抵抗は単調な飽和傾向を示しただけで相転移等の兆候は見られなかった。NbSe_3については誘導による試料の自己発熱が顕著で信頼に足るデータは得られていない。

Research Products

• [Publications] T.Osada: "Angular Dependent Phenomena in Low-Dimensional Conductors under High Magnetic Fields"Physica B. 294. 402-407 (2001)
• [Publications] M.Koshino: "Hofstadter Butterfly and Integer Quantum Hall Effect in Three Dimension"Phys. Rev. Lett.. 86. 1062-1065 (2001)
• [Publications] N.Miura: "New Megagauss Laboratory of ISSP at Kashiwa"Physica B. 294. 562-567 (2001)
• [Publications] K.Kobayashi: "Angular Dependent Magnetotransport and Electronic Structure in Quasi-One Dimensional Conductor (TMTSF)_2ClO_4"Synthetic Metals. 120. 1029-1030 (2001)
• [Publications] H.Nose: "Commensurability Effect on Field-Induced Spin-Density-Wave Transitions"Synthetic Metals. 120. 1031-1032 (2001)
• [Publications] T.Osada: "Giant Negative Magnetoresistance in Two-Dimensional Autidot Arrays. Ballistic Orbitul Effect and Baltistic Weak Localization"Proc. of 25th Int. Conf. Phys. Semicond.. 749-750 (2001)