2012 Fiscal Year Annual Research Report
半導体低次元電子系における核スピン偏極の電気的検出
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24340065
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
町田 友樹 東京大学, 生産技術研究所, 准教授 (00376633)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 物性実験 / スピンエレクトロニクス / 半導体物性 / 量子ドット / 低温物性 |
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| Research Abstract |
ゲート付きAIGaAs/GaAs二次元電子系ホールバー型素子を作製し、偶数量子ホール状態における動的核スピン偏極をpump&probe検出法により検出した。偶数ランダウ準位充填率の量子ホール状態においてはブレークダウンに伴う電流-電圧曲線のヒステリシスが観測されないため動的核スピン偏極が生じないと一般に理解されていたが、偶数量子ホール状態においても量子ホール効果ブレークダウンに起因する動的核スピン偏極が生じることを示す実験結果である。AIGaAs/GaAs二次元電子系コルビノ型素子においても同様の実験を行った。また、量子ホール遷移状態における動的核スピン偏極のメカニズムを調べるためにいて、縦抵抗測定を用いた動的核スピン偏極検出と非局所抵抗測定を用いた動的核スピン偏極検出を組み合わせることで、量子ホール遷移状態における動的核スピン偏極のメカニズムを調べた。整数量子ホール状態間の遷移領域においても電流の印加により核スピン偏極が生じるが、その偏極極性は複雑な振る舞いを示しメカニズムが未解明であった。特に量子ホール端状態とバルク状態の寄与が不明であった。バルク領域における電子励起に起因する動的核スピン偏極効果と量子ホール端状態-バルク状態間散乱に起因する動的核スピン偏極効果の2つの効果が共存していることを示している。さらに、AlGaAs/GaAs2次元電子系から作製した量子ポイントコンタクトの電気伝導特性で近藤共鳴ピークが磁場で分裂した状態において、電気伝導測定により、動的核スピン偏極の効果を検出した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
偶数量子ホール状態における動的核スピン偏極、量子ホール遷移領域における動的核スピン偏極、近藤共鳴状態における動的核スピン偏極の効果を実験的に検出することに成功した。
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| Strategy for Future Research Activity |
フロントゲートの有無、ホールバー型素子とコルビノ型素子との比較などを系統的に調べる計画である。
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[Presentation] Dynamic Nuuclear Polarization Induced by Breakdown of Even-integer Quantum Hall Effect in a Corbino Ring2012
Author(s)
S. Cmczawa. K. Moriya, M. Kawamura, S. Masubuchi, Y. Hashimoto, S Katsumoto, T. Machida
Organizer
20th International Conference on High Magnctic Fields in Semiconductor Physics, Poster 35, 110, Chamix, France(2012)
Place of Presentation
Chamix, France
Year and Date
2012-07-31
