2018 Fiscal Year Annual Research Report
Study of the dynamics of edge states in two-dimensional electron system under magnetic field and its application
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15K05135
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| Research Institution | Hyogo Medical University |
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Principal Investigator |
福田 昭 兵庫医科大学, 医学部, 准教授 (70360633)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
寺澤 大樹 兵庫医科大学, 医学部, 助教 (90589839)
佐々木 豊 京都大学, 理学研究科, 教授 (60205870)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 量子ホール効果 / 核スピン / 2次元電子系 / グラフェン / エッジ状態 / 動的核スピン偏極 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
磁場中の２次元電子系では、量子ホール状態に代表されるように、１次元エッジ状態やトポロジカル励起の研究に理想的であり、最近の我々の研究から分数量子ホール状態での動的エッジ状態変化において、核スピンが多様で重要な役割を果たすことが分かってきた。本研究では、高移動度を持つGaAs 量子井戸構造を用い、ホールバー形状だけではなくエッジの効果を排除したコルビノ形状も併用して、電気伝導測定やマイクロ波への伝導応答の観測を行い、エッジ状態での電子の散乱機構とその動的変化過程、および関連するトポロジカルな励起状態とその生成・消滅機構を解明する。本年度は、東京大学物性研究所において作成した
ホールバー形状およびコルビノ形状の２次元電子気体の同時伝導度測定が可能な試料のデバイスを京都大学において希釈冷凍機で冷却し、磁場中で輸送現象測定を行った。その結果、明瞭なν＝2/3量子ホール効果を観測し、これまで観測されていなかった高磁場領域において、ν＝2/3量子ホール効果とν＝3/5量子ホール効果が共存するような電流誘起の新たなホールプラトーが生じることを観測した。この結果は、国際会議で報告を行った。一方、核スピンを表面修飾により注入したグラフェンや、２次元電子系を近接配置した２層系においても、エッジ状態の動的変化およびトポロジカル励起のダイナミクスの研究を行うのがもう一つの目的であるが、本年度は、物質・材料研究機構と協力して、高移動度h-BN試料を層間に挟んだ層間距離を制御した２層グラフェン試料の作製に着手した。
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Research Products
(31 results)
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[Presentation] Development of a Millimeter-Wave ESR Measurement System for Ultra-Low Temperatures and Its Application to Copper Pyrazine Dinitrate: Possible Temperature Sensor from ESR Spectrum2019
Author(s)
Y. Fujii, Y. Ishikawa, Y. Koizumi, T. Omija, A. Fukuda, T. Mizusaki, A. Matsubara, T. Asano, H. Kikuchi, H. Yamamori, S. Mitsudo
Organizer
The 7th International Workshop on Far-Infrared Technologies (IW-FIRT 2019)
Int'l Joint Research
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[Presentation] ガスセンサ応用に向けたMoS2トランジスタの作製と電気特性2019
Author(s)
前田 翔児, Perini Christopher, 金子 豊和, 寺澤 大樹, 福田 昭, 小山 政俊, 藤元 章, 原田 義之, 小池 一歩, 矢野 満明, Vogel Eric
Organizer
第66回応用物理学会春季学術講演会
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[Presentation] ENDOR測定に向けた平面型コイルを用いたミリ波帯共振器の開発2018
Author(s)
小泉優太, 石川裕也, 大矢健太, 三浦俊亮, 藤井裕, 福田昭, 松原明, 水崎隆雄, S. Lee, 小林英一, 菊池彦光, 光藤誠太郎
Organizer
日本物理学会第73回年次大会
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[Presentation] 希釈冷凍機温度におけるS=1/2反強磁性鎖Cu(C4H4N2)(NO3)2の高周波ESR2018
Author(s)
石川裕也, 藤井裕, 三浦俊亮, 大矢健太, 浅野貴行, 小泉優太, 大見謝恒宙, 光藤誠太郎, 福田昭, 水崎隆雄, 松原明, 菊池彦光
Organizer
日本物理学会第73回年次大会
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[Presentation] ENDOR測定に向けた平面型コイルを用いたミリ波帯共振器の開発Ⅱ2018
Author(s)
小泉優太, 石川裕也, 大矢健太, 三浦俊亮, 藤井裕, 福田昭, 松原明, 水崎隆雄, S. Lee, 小林 英一, 菊池彦光, 光藤誠太郎
Organizer
日本物理学会2018年秋季大会
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[Presentation] Development of Millimeter-Wave Fabry-Perot Type Resonator for Simultaneous Electron-Spin and Nuclear-Magnetic Resonance Measurement at Very Low Temperatures2018
Author(s)
Y. Fujii, Y. Ishikawa, Y. Koizumi, T. Omija, K. Ohya, S. Miura, A. Fukuda, S. Mitsudo, H. Yamamori, and H. Kikuchi
Organizer
2018 43rd International Conference on Infrared, Millimeter and Terahertz Waves (IRMMW THz-2018)
Int'l Joint Research
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[Presentation] Development of Millimeter-Wave Electron-Spin-Resonance Measurement apparatus for Ultralow Temperatures and Its Application to Measurements of CuPzN2018
Author(s)
Y. Ishikawa, Y. Fujii, K. Ohya, Y. Koizumi, S. Miura, S. Mitsudo, A. Fukuda, T. Asano, T. Mizusaki, A. Matsubara, H. Kikuchi and H. Yamamori
Organizer
2018 43rd International Conference on Infrared, Millimeter and Terahertz Waves (IRMMW THz-2018)
Int'l Joint Research
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[Presentation] Development of Resonators for Millimeter-wave Band ESR/NMR Double Magnetic Resonance Measurements of Thin Samples2018
Author(s)
Yuta Koizumi, Yuya Ishikawa, Kenta Ohya, Shunsuke Miura, Yutaka Fujii, Akira Fukuda, Akira Matsubara, Takao Mizusaki, Soonchil Lee, Eiichi Kobayashi, Hikomitsu Kikuchi, Seitaro Mitsudo
Organizer
The third Joint Conference of the Asia-Pacific EPR/ESR Society and The International EPR (ESR) Society (APES-IES 2018)
Int'l Joint Research
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[Presentation] 平面型コイルを用いたSi:Pのミリ波帯ESR/NMR二重磁気共鳴測定2018
Author(s)
小泉優太, 石川裕也, 大矢健太, 三浦俊亮, 藤井裕, 福田昭, 松原明, 水崎隆雄, Soonchil Lee, 小林英一, 菊池彦光, 光藤誠太郎
Organizer
第57回電子スピンサイエンス学会(SEST2018)
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