2009 Fiscal Year Annual Research Report
半導体表面および界面の2次元系における新しい自由度と電子状態
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21244047
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
岡本 徹 The University of Tokyo, 大学院・理学系研究科, 准教授 (60245371)
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| Keywords | 低温物性 / 表面・界面物性 / 半導体物性 / 強相関電子系 |
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| Research Abstract |
(1)擬スピン自由度をもつ強磁場2次元系の基底状態、(2)サイクロトロン共鳴実験による強相関2次元系の金属絶縁体転移の解明、(3)吸着原子により誘起した劈開表面2次元電子系の形成機構の解明と新物性の探索、の3つのテーマについて研究を行った。
(1)に関しては、Si/SiGeヘテロ構造2次元電子系を用いて、軌道量子数とスピン状態が異なる2つのランダウ準位を磁場角度の調節により交差させ電気伝導測定を行った。遷移領域において出現するディップ構造に関して、軌道量子数の異なる2種類の電子がそれぞれ正方格子状の副格子を作ることによる電子局在に基づくモデルを検討した。
(2)に関しては、高感度ボロメータを自作し、透過型のサイクロトロン共鳴の実験を行った。線幅の逆数として得られる散乱時間は、電気伝導から得られるものと同様に金属的な温度依存性を示した。電子密度の低下に伴い、電気伝導から得られる散乱時間は急速に短くなっていくが、サイクロトロンから得られた散乱時間の減少は比較的緩やかであり、絶縁体領域でも生き残る兆候が観測された。このことは、一体描像では理解できず、電子の集団運動の重要性が示唆される。
(3)に関して、InAs劈開表面上のAuのドナー準位を決定した。原子のイオン化エネルギーに対する関係は、これまでCs,Na,Agに対して得られていた経験則から予想されるものとほぼ一致した。また、劈開表面上の吸着原子の観察を行うため、走査型トンネル顕微鏡(ヘッド、コントローラ)を導入し、動作確認を行った。
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