2007 Fiscal Year Annual Research Report
量子ホール効果で調べる2次元電子系の電子相ドメイン構造とポテンシャルゆらぎ
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19540330
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
音 賢一 Chiba University, 大学院・理学研究科, 准教授 (30263198)
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| Keywords | 量子ホール効果 / 2次元電子系 / ポテンシャル揺らぎ / Pockels効果 / Kerr効果 / 電子スピン分極 / 電流分布 / イメージング |
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| Research Abstract |
様々な構造を持つGaAs/AIGaAs 2次元電子系で,量子ホール状態の圧縮、非圧縮性電子状態の分布やスピン偏極状態の分布に現れるドメイン構造について,その空間分布と電気伝導に対する影響についての知見を得ることを目的として,本年度は以下の項目について研究を行った。
(1)量子ホール系の電流密度分布イメージング:量子ホール効果での電流分布を詳細に調べるため,GaAs結晶のポッケルス効果を用いた低温、強磁場中の2次元電子系の電位分布と量子ホール電流密度のイメージング装置を構築した。光ファイバーを用い,二連光学ブリッジによる偏光解析のS/N改善などの工夫により,低光励起での電位マッピング像が得られた。様々な構造のGaAs 2次元電子系の量子ホール効果、における電流分布について調べ,電流量に依存して電流分布が集中するものがあることを見出し,ブレークダウンとの関係を調べた。
(2)量子ホール系電子スピンの高感度検出: 量子ホール状態の試料での共鳴励起下のKerr計測の計測により,純粋な電子スピンの偏極度が高感度に測定できることを実証した。時間分解光誘起Kerr回転および変調分光法による超高感度Kerr回転計測を用いて,量子ホール状態にある2次元電子1層からの電子スピン共鳴を調べ,核スピンとの相互作用や電子スピン偏極度のランダウ準位占有数依存性について調べた。
(3)Kerr効果による量子ホール電子スピンイメージング系の構築:上記の(1),(2)の研究成果を融合し,量子ホール系のスピン分極のイメージングによる研究を行うべく量子ホール電子スピンのイメージング系を構築した。
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