2014 Fiscal Year Annual Research Report
２層系ν＝１量子ホール状態におけるトンネル電流のマイクロ波依存性
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24540319
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
澤田 安樹 京都大学, 低温物質科学研究センター, 名誉教授 (90115577)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
江澤 潤一 独立行政法人理化学研究所, その他部局等, 研究員 (90133925)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 量子ホール効果 / 複合ボソン / ボース凝縮 / 巨視的コヒーレンス / ジョセフソン効果 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
量子ホール状態自身を複合ボソンのボース凝縮と考えることができる．２次元電子系を２枚近接配置した２層系量子ホール状態は，層間のクーロン相互作用により２層の電子がお互いに協力しあって新しい量子ホール状態を形成するので，この量子ホール状態では密度差の揺らぎが許され，位相差の揺らぎが有限となり，巨視的な位相差が観測量となる．この系では，ジョセフソン効果の存在が予想されるので，巨視的量子コヒーレンス性の存在は，量子ホール状態がアハラノフ・ボーム効果によって単独電子のボース凝縮状態であることを意味し，全く異なる新しいボース凝縮系を獲得する意義がある．
2層系ν=1量子ホール状態のトンネル電流と面内電流の臨界値が，対向流とドラッグ実験を行うことにより異常な振る舞いが起こることを理論的に明らかにしたので，実験的にも明らかにするため準備を進めてきた．しかし試料電極のコンタクトに不具合があり，ドイツの共同研究者のグループに試料の再作成を依頼したが，今年度も実験条件を満たす試料が作成できなかった．このため急遽，核偏極の実験を進めた．
その結果，ν=2/3量子ホール状態で大電流を流すことにより起こる核偏極による抵抗増大状態の性質を調べ，抵抗増大状態は負の温度依存性を持つことを明らかにした．またホール抵抗はほとんど量子化値を示し，ポンプする充填率に依存して量子化値からのズレがあることが見出された．さらに直流でポンプすると抵抗増大現象は起こらないことが分かり大きな実験的知見が得られた．成果を２つの国際会議で発表し，現在公表論文を準備中である．
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