2006 Fiscal Year Annual Research Report
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18684013
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
町田 友樹 東京大学, 生産技術研究所, 助教授 (00376633)
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| Keywords | 物性実験 / 半導体物性 / 低温物性 / 量子閉じ込め |
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| Research Abstract |
量子ホール系端状態における局所的電子スピン偏極率を決定するために、抵抗検出型核磁気共鳴を用いたナイトシフト測定の手法を開発した。ナイトシフトは核スピンと相互作用する電子系の電子スピン偏極率に比例するため、電子スピン偏極率決定の最も直接的な手法である。そこで量子ホール系の局所領域において核スピン偏極の検出が可能である抵抗検出型核磁気共鳴検出を利用した。量子ホール端状態間散乱または量子ホール効果ブレークダウンを利用して、超微細相互作用を通じて核スピンを動的に偏極する。ゲート電圧を印加して電子系のランダウ準位充填率を調整して高周波磁場を印加し、電子系を初期状態に戻して電気伝導測定を行うことで、抵抗検出型核磁気共鳴周波数が高周波磁場印加過程における電子系のランダウ準位充填率に依存して変化する様子が観測された。電子系を消失させて高周波磁場を印加して得られた核磁気共鳴周波数からの変化がナイトシフトに相当する。この手法を利用することで、量子ホール系のバルク領域およびエッジ領域の電子スピン偏極率が実験的に決定できることになる。この手法は既存の手法では不可能であった量子ホール系端状態における局所的な電子スピン偏極率の決定を可能にする強力な実験手法である。この手法を利用して、量子ホール端状態におけるスピンテクスチャー励起の観測を示唆するナイトシフトの急激な変化を観測している。また抵抗検出型核磁気共鳴に特有のS字型の核磁気共鳴スペクトルの起源に関して、核磁気共鳴ピークおよびディップ周波数が完全偏極および無偏極状態の電子系領域からの核磁気共鳴信号であることを明らかにした。
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