2014 Fiscal Year Annual Research Report
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21000004
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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物性研究所, 量子電子物性部, 主幹研究員 (90393769)
熊田 倫雄 日本電信電話株式会社NTT物性研究所, 量子電子物性部, 主任研究員 (30393771)
村上 修一 東京工業大学, 大学院理工学研究科, 教授 (30282685)
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| Keywords | メゾスコピック系 / 半導体物性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
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。単一電子波束やプラズモンの干渉性、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。GaAsやグラフェンでの実験研究や、トポロジカル絶縁体での理論研究を中心に研究を進め、下記の成果を得た。
[1]量子ホールエッジチャネルが近接した系により、人工的な朝永ラッティンジャー流体を形成し、熱平衡状態に達しない特異な非平衡電子分布を観測した。特に、対向するエッジチャネル間で熱輸送はあるが、同じ電子温度に達しない様子を観測し、朝永ラッティンジャー流体の可積分性を示している可能性を示唆した。[2]二重量子ドットにおいて観測されるスピン閉塞において、交換相互作用に起因してスピン一重項が閉塞される条件を見出した。この条件は2つの量子ドットの核スピン環境が等しくなった場合で、電子スピンの環境を制御する技術に発展できると考えている。[3]表面弾性波共振器中の二重量子ドットの輸送特性から、フォノン支援トンネルを観測し、共振器中で増強されたフォノン場を確認した。フォノンを用いた共振器量子電気力学への発展性が期待できる。[4]量子ホール系と同等のトポロジカルな状態をスピン波について実現する、トポロジカルマグノニック結晶の実現方法を理論的に提案した。特に円板状磁石の周期構造での理論計算を行い、双極子相互作用によるトポロジカルな状態の起源を解明した。[5]トポロジカル絶縁体同士の界面について、ループ状にギャップが閉じるような特異な界面状態が実現する場合があることを示し、その条件を明らかにした。
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