2層系分数量子ホール状態における巨視的量子コヒーレンスの検証

2009 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21740236
• Research Institution: Hyogo College of Medicine
• Principal Investigator: 福田 昭 Hyogo College of Medicine, 医学部, 准教授 (70360633)
• Keywords: 量子ホール効果 / 分数 / 量子コヒーレンス

Research Abstract

年度は、京都大学・低温物質科学研究センターにおける15Tまでの高磁場発生用超伝導磁石を含む希釈冷凍機を用いて、トランスポート測定による分数量子ホール領域での新規な量子相の探索を行った。半導体試料は、新たに京都大学においてクリーンルームが整備されたことにより、デバイス化が容易に行えるようになった。さらに、2層の電子面のそれぞれに独立に電気的なコンタクトを取れるゲート電極の配置(2層独立コンタクト)を持つ新しいデバイス化技術の開発に取り組んでいる。希釈冷凍機にデバイス化された2層系量子ホール試料を取り付け、トランスポート測定を行った。トンネリング・エネルギーが11Kの試料を用いて、総電子密度・電子密度差を変化させ、活性化エネルギーを測定することにより、2層系v=1/3量子ホール状態の相図を作成した。また、面内磁場を印加することにより、電子密度差のある状態で整合-非整合的な相転移が起こることを見出した。現在はトンネリング・エネルギーが1Kの試料を用いて測定を行っている。また、兵庫医科大学においても、量子ホール効果測定を行うため、4.2KGM冷凍機を購入し、超低温・強磁場環境の整備を進めている。

Research Products

• [Journal Article] Activation study of collective excitations of the soliton-lattice phase in the ν=1 double-layer quantum Hall state (2010)
  • Author(s): D.Terasawa, S.Kozumi, A.Fukuda, M.Morino, K.Iwata, Z.F.Ezawa, A.Sawada, N.Kumada, Y.Hirayama
  • Journal Title: Phys.Rev.B 81 Pages: 073303 1-4
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Conductivity Measurement of Helium Surface Electrons in the Coexistence of Adsorbed 2D Atomic Hydrogen Gas (2009)
  • Author(s): T.Arai, S.Yamanaka, H.Yayama, A.Fukuda, A.Sawada
  • Journal Title: J.Phys.: Conference Series 150 Pages: 0220121-0220124
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Activation Study of the Pseudospin Soliton in the ν=1 Bilayer Quantum Hall Effect (2009)
  • Author(s): A.Fukuda, D.Terasawa, M.Morino, K.Iwata, S.Kozumi, T.Sekikawa, Y.Ogasawara, T.Arai, N.Kumada, Y.Hirayama, Z.F.Ezawa, A.Sawada
  • Journal Title: J.Phys.: Conference Series 150 Pages: 0220121-0220124
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Magnetotransport Study in the Layer Imbalanced ν=1 Bilayer Quantum Hall State (2009)
  • Author(s): Y.Ogasawara, A.Fukuda, K.Iwata, T.Sekikawa, T.Arai, Y.Hirayama, Z.F.Ezawa, A.Sawada
  • Journal Title: J.Phys.: Conference Series 150 Pages: 022068 1-4
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 液面電子系における閉じ込めポテンシャルがエッジマグネトプラズモン振動モードに及ぼす影響 (2010)
  • Author(s): 新井敏一, 山中修司, 西中川良平, 矢山英樹, 福田昭, 澤田安樹
  • Organizer: 日本物理学会 第65回年次大会
  • Place of Presentation: 岡山大学津島キャンパス、岡山
  • Year and Date: 2010-03-22
• [Presentation] 化学的手法によるグラフェンナノリボン試料作成と評価 (2010)
  • Author(s): 西中川良平, 新井敏一, 寺嶋孝仁, 福田昭, 澤田安樹
  • Organizer: 日本物理学会 第65回年次大会
  • Place of Presentation: 岡山大学津島キャンパス、岡山
  • Year and Date: 2010-03-20
• [Presentation] 2層系ν=1/3分数量子ホール状態における量子輸送とソリトン格子相の探索 (2010)
  • Author(s): 福田昭, 関川貴史, 岩田一樹, 小笠原良晃, 鄭仰東, 森川智喜, 津田是文, 新井敏一, 澤田安樹
  • Organizer: 2009年度京都大学低温物質科学研究センター第8回講演会・研究交流会
  • Place of Presentation: 京都大学百周年時計台記念館国際交流ホール、京都
  • Year and Date: 2010-03-15
• [Presentation] ヘリウム液面2次元電子のエッジ振動減衰のメカニズム (2010)
  • Author(s): 新井敏一、山中修司、西中川良平、矢山英樹、福田昭、澤田安樹
  • Organizer: 2009年度京都大学低温物質科学研究センター第8回講演会・研究交流会
  • Place of Presentation: 京都大学百周年時計台記念館国際交流ホール、京都
  • Year and Date: 2010-03-15
• [Presentation] 2層系ν=2/3量子ホール状態のスピンと擬スピン励起の観察 (2010)
  • Author(s): 鄭仰東, 森川智喜, 福田昭, 津田是文, 新井敏一, 澤田安樹
  • Organizer: 2009年度京都大学低温物質科学研究センター第8回講演会・研究交流会
  • Place of Presentation: 京都大学百周年時計台記念館国際交流ホール、京都
  • Year and Date: 2010-03-15
• [Presentation] 2層系ν=4/3量子ホール状態におけるヒステリシスの観測 (2010)
  • Author(s): 津田是文, 森川智喜, 福田昭, 鄭仰東, 新井敏一, 澤田安樹
  • Organizer: 2009年度京都大学低温物質科学研究センター第8回講演会・研究交流会
  • Place of Presentation: 京都大学百周年時計台記念館国際交流ホール、京都
  • Year and Date: 2010-03-15
• [Presentation] トンネリングエネルギー1Kにおける二層系ν=1量子ホール状態について―総電子密度または電子密度比変化による非量子ホール状態転移の観察― (2010)
  • Author(s): 森川智喜, 鄭仰東, 福田昭, 津田是文, 新井敏一, 澤田安樹
  • Organizer: 2009年度京都大学低温物質科学研究センター第8回講演会・研究交流会
  • Place of Presentation: 京都大学百周年時計台記念館国際交流ホール、京都
  • Year and Date: 2010-03-15
• [Presentation] 化学的手法によるグラフェンナノリボンの試料作成 (2010)
  • Author(s): 西中川良平、新井敏一、福田昭、澤田安樹、寺嶋孝仁
  • Organizer: 2009年度京都大学低温物質科学研究センター第8回講演会・研究交流会
  • Place of Presentation: 京都大学百周年時計台記念館国際交流ホール、京都
  • Year and Date: 2010-03-15
• [Presentation] Spin and Pseudospin Excitations in the ν=2/3 Bilayer Quantum Hall Systems (2010)
  • Author(s): 鄭仰東, 森川智喜, 福田昭, 津田是文, 新井敏一, 澤田安樹
  • Organizer: International Symposium on Physics of New Quantum Phases in Superclean Materials(PSM2010)
  • Place of Presentation: Hamagin Hall "VIA MARE", Yokohama, Japan
  • Year and Date: 2010-03-10
• [Presentation] Activation energy gap in the νT=1 bilayer Quantum Hall States with small tunneling energy (2010)
  • Author(s): 森川智喜, 鄭仰東, 福田昭, 津田是文, 新井敏一, 澤田安樹
  • Organizer: International Symposium on Physics of New Quantum Phases in Superclean Materials(PSM2010)
  • Place of Presentation: Hamagin Hall "VIA MARE", Yokohama, Japan
  • Year and Date: 2010-03-10
• [Presentation] Commensurate-like to Incommensurate-like Phase Transition in the Layer Imbalanced Bilayer ν=1/3 Quantum Hall States under in-plane Magnetic Field (2010)
  • Author(s): 福田昭, 関川貴史, 岩田一樹, 小笠原良晃, 新井敏一, 澤田安樹
  • Organizer: International Symposium on Physics of New Quantum Phases in Superclean Materials(PSM2010)
  • Place of Presentation: Hamagin Hall "VIA MARE", Yokohama, Japan
  • Year and Date: 2010-03-09
• [Presentation] Superconductor-like Phenomenon in the Bilayer ν=1 Quantum Hall State (2010)
  • Author(s): A.Sawada, A.Fukuda, S.Tsuda, T.Arai, K.Iwata, D.Terasawa, M.Morino, S.Kozumi, Y.Ogasawara
  • Organizer: International Symposium on Physics of New Quantum Phases in Superclean Materials(PSM2010)
  • Place of Presentation: Hamagin Hall "VIA MARE", Yokohama, Japan
  • Year and Date: 2010-03-09
• [Presentation] Anomaly in Edgemagneto-plasmon Resonance Line Width of Helium Surface State Electrons (2010)
  • Author(s): 新井敏一, 山中修司, 西中川良平, 矢山英樹, 福田昭, 澤田安樹
  • Organizer: International Symposium on Physics of New Quantum Phases in Superclean Materials(PSM2010)
  • Place of Presentation: Hamagin Hall "VIA MARE", Yokohama, Japan
  • Year and Date: 2010-03-09
• [Presentation] Hysteresis of the magnetresistance around the ν=4/3 bilayer quantum Hall state (2010)
  • Author(s): 津田是文, 福田昭, 鄭仰東, 森川智喜, 新井敏一, 澤田安樹
  • Organizer: 京都大学グローバルCOEプログラム「普遍性と創発性から紡ぐ次世代物理学」全体シンポジウム「対称性の破れと量子現象」
  • Place of Presentation: 京都大学百周年時計台記念館国際交流ホール、京都
  • Year and Date: 2010-02-15
• [Presentation] Activation energy gap in the νT=1 bilayer Quantum Hall State, with small tunneling energy 1K (2010)
  • Author(s): 森川智喜, 鄭仰東, 福田昭, 津田是文, 新井敏一, 澤田安樹
  • Organizer: 京都大学グローバルCOEプログラム「普遍性と創発性から紡ぐ次世代物理学」全体シンポジウム「対称性の破れと量子現象」
  • Place of Presentation: 京都大学百周年時計台記念館国際交流ホール、京都
  • Year and Date: 2010-02-15
• [Presentation] Excited Spin and Pseudospin in ν=2 and ν=2/3 Bilayer Quantum Hall States (2010)
  • Author(s): 鄭仰東, 森川智喜, 福田昭, 津田是文, 新井敏一, 澤田安樹
  • Organizer: 京都大学グローバルCOEプログラム「普遍性と創発性から紡ぐ次世代物理学」全体シンポジウム「対称性の破れと量子現象」
  • Place of Presentation: 京都大学百周年時計台記念館国際交流ホール、京都
  • Year and Date: 2010-02-15
• [Presentation] The Chemical Preparation of Graphene Nanoribbon Samples, and Raman Spectrum of Epitaxial Graphene on Silicon Carbide (2010)
  • Author(s): R.Nishinakagawa, T.Arai, K.Matsuda, A.Fukuda, A.Sawada, T.Terashima
  • Organizer: 京都大学グローバルCOEプログラム「普遍性と創発性から紡ぐ次世代物理学」全体シンポジウム「対称性の破れと量子現象」
  • Place of Presentation: 京都大学百周年時計台記念館 国際交流ホール、京都
  • Year and Date: 2010-02-15
• [Presentation] 2層系量子ホール状態で実現する新しい量子相 (2009)
  • Author(s): 福田昭
  • Organizer: スーパークリーン特定・若手秋の学校2009
  • Place of Presentation: 休暇村・南阿蘇、熊本
  • Year and Date: 2009-09-29
• [Presentation] ヘリウム液面電子閉じ込めポテンシャルとエッジマグネトプラズモン共鳴線幅の関係 (2009)
  • Author(s): 新井敏一, 山中修司, 磯山総一郎, 西中川良平, 矢山英樹, 福田昭, 澤田安樹
  • Organizer: 日本物理学会2009年秋季大会
  • Place of Presentation: 熊本大学黒髪キャンパス、熊本
  • Year and Date: 2009-09-27
• [Presentation] Stark Shift of Potassium Rydberg Atoms and Its Application to a Microwave Single-Photon Detector (2009)
  • Author(s): S.Ikeda, T.Arai, A.Fukuda, H.Funahashi, K.Imai, Y.Isozumi, T.Kato, Y.Kido, A.Matsubara, S.Matsuki, T.Mizusaki, R.Nakanishi, T.Nishimura, D.Ohsawa, A.Sawada, Y.Takahashi, M.Tosaki, K.Yamamoto
  • Organizer: International Symposium on Quantum Fluids and Solids 2009(QFS2009)
  • Place of Presentation: Northwestern University, Evanston, Illinois, USA
  • Year and Date: 2009-08-06
• [Presentation] Activation Energy Gap of the Layer-Imbalanced Bilayer ν=1/3 Quantum Hall States (2009)
  • Author(s): A.Fukuda, T.Sekikawa, K.Iwata, Y.Ogasawara, T.Arai, Z.F.Ezawa, A.Sawada
  • Organizer: The 18th International Conference on Electronic Properties of Two-Dimensional Systems(EP2DS-18)
  • Place of Presentation: Kobe International Conference Center, Kobe, Japan
  • Year and Date: 2009-07-22