2004 Fiscal Year Annual Research Report
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16540278
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
明楽 浩史 北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (20184129)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴浦 秀勝 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (10282683)
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| Keywords | 量子ホール効果 / 非線形伝導 / 理論 / 熱流体力学 |
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| Research Abstract |
量子ホール系の電子温度と電気化学ポテンシャルの時空間変動を記述する熱流体力学理論を局所平衡仮定のもとで非線形領域も含めて構築した。これを用いて以下のそれぞれの系における電子温度と電気化学ポテンシャルの空間変動を計算した。
1.緩やかに空間変動する閉じこめポテンシャルをもつ量子ホール系における電子温度分布と電流分布
電流に垂直の方向の電子温度分布と電流分布を、緩やかに空間変動する閉じこめポテンシャルをもつ長い量子ホール系において、線形領域および非線形領域で計算した。閉じこめポテンシャルはセルフコンシステントに計算した。(a)格子温度が低い場合に現れる非圧縮性帯領域において電子温度のピークあるいはディップが現れること、(b)非線形領域での電流分布の非対称性が顕著であることを明らかにした。
2.量子ホール系と電流電極の接合部分における電子温度分布とホットスポット
電流電極の近傍における電子温度の空間変動を線形および非線形領域において計算した。高電流領域では両方の電流電極の近傍に電子温度のピーク(ホットスポット)が現れるが、低電流領域では一方では電子温度が高く他方では低くなることを見いだした。
3.ポテンシャル・ステップをもつ量子ホール系における電気化学ポテンシャルと電子温度の分布
電流方向にポテンシャル・ステップをもつ系について、電気化学ポテンシャルと電子温度の空間変動の計算を線形領域で行った。(a)ステップにおいて電気化学ポテンシャルの勾配が試料端に集中すること、(b)その場所で電子温度のピークあるいはディップが現れることを明らかにした。
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