2012 Fiscal Year Research-status Report
２層量子ホール系における動的コステリッツ－サウレス転移の研究
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24540331
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Hyogo Medical University |
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Principal Investigator |
福田 昭 兵庫医科大学, 医学部, 准教授 (70360633)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
寺澤 大樹 兵庫医科大学, 医学部, 助教 (90589839)
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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 / ２層系 / K-T転移 / 擬スピン / 半量子渦対 |
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| Research Abstract |
２層系ν＝１量子ホール状態は、巨視的なコヒーレンスを持つ擬スピンのX-Yモデルで記述され、半量子渦対の結合－乖離で引き起こされる２次元超流動転移であるKosterlitz-Thouless(K-T)転移が予想されている。本研究では、２層系ν＝1量子ホール状態におけるK-T転移のダイナミクスや発現機構を、電気伝導測定や、マイクロ波を用いて解明することである。
本年度は、２層系ν＝１量子ホール状態における量子ホール効果の発現温度を、電子密度の関数あるいは２層間の電子密度差の関数として測定を行った。その結果、発現温度は、電子密度の関数として低くなることが分かった。また、理論計算による半量子渦対の乖離であるK-T転移の発現温度とも良い一致を示した。
さらに、面内磁場を印加した場合の発現温度の傾斜角依存性を測定した。その結果、ソリトン格子状態が生じる整合相－非整合相付近で、発現温度にも異常が見られ、メロン対の乖離で引き起こされた擬スピン・ソリトンによるものである可能性が高いことがわかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
２層系ν＝１量子ホール状態における発現温度の観測に成功し、２層系ν＝１量子ホール状態でKosterlitz－Thouless転移が実際に生じている可能性が高いことが、実際に確認されたから。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在までは、トンネリング・エネルギーが比較的小さい（～１K）２層系半導体試料を用いて、電気伝導測定を中心とした測定を行っているが、今後は、
１）トンネリング・エネルギーを変化させた（非常に大きい試料や、非常に小さい試料）試料を用いて、同様な電気伝導測定を行い、発現温度の観測を行う。
２）２層系ν＝１量子ホール状態の複合フェルミオン版である２層系ν＝１／３分数量子ホール状態においても、同様な発現温度の測定を行う。
３）２層系ν＝１量子ホール状態にマイクロ波を印加し、量子渦対を電場で振動させることにより、発現温度の変化を見る、「動的Kosterlitz-Thouless転移」の探索を行う。
などの実験を行う予定である。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
次年度は、引き続き電気伝導測定を行うのに、測定系の整備および消耗品が必要であるほか、マイクロ波を導入するのに、マイクロ波部品及び消耗品が必要である。また、兵庫医科大学においても超低温測定が行えるようにするため、希釈冷凍機の整備費用が必要である。さらに、研究成果を発表するため、国内及び国際学会参加費用及び旅費が必要である。
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