2009 Fiscal Year Annual Research Report
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21000004
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
藤澤 利正 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (20212186)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
村木 康二 日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, 主幹研究員 (90393769)
熊田 倫雄 日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, 研究主任 (30393771)
村上 修一 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 准教授 (30282685)
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| Keywords | 半導体量子構造 / 量子ホール効果 / 単一電子波束 / エッジチャネル / エッジマグネトプラズモン / スピン依存伝導 / ナノエレクトロニクス / 量子スピンホール効果 |
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| Research Abstract |
本研究は、半導体量子ドット・量子ホール効果・スピントロニクスの研究と量子光学の知識を融合し、「半導体量子構造による電子波束のダイナミクス」の研究を推進するものである。半導体量子構造における単一電子波束の干渉性やスピン依存現象を探求し、多体電子状態の物性測定に応用するとともに、電子波束を用いた新たな応用技術への可能性を追求する計画である。初年度となる今年度は下記の成果を得た。素子作製に関しては、整数・分数量子ホール効果領域の測定に適した素子構造の検討と作製を行い、特に、非アーベリアン統計粒子が期待されるランダウ占有率5/2の分数量子ホール素子の作製に成功した。極低温での電子ダイナミクス測定に関しては、量子ホール素子のエッジマグネトプラズモン(EMP)検出方法を研究し、量子ポイント接合を用いた時間分解測定方法、電磁波との干渉を利用したホモダイン測定方法などを開発した。それらを用いて、遮蔽効果によるプラズモンの速度変調に成功した。また、表面ゲート金属の有無によって伝搬特性が大きく異なる様子を明らかにした。さらに、EMPの可変共振器構造の基本特性を評価した。実験を先取りする理論研究として、量子スピンホール系でのエッジチャネルについて、スピン偏極したチャネルの干渉効果について研究を進め、干渉計に磁束を入れることによって伝導度が変調される様子を理論的に予測した。またエッジチャネルの侵入長や輸送現象の振る舞いを理論的に明らかにした。今後は、エッジチャネル間の相互作用、スピン依存伝導、新規材料への挑戦、EMPの干渉素子、超高周波素子、単一電子波束、スピン流の干渉などに注目して研究を進めてゆく計画である。
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