2015 Fiscal Year Research-status Report
量子ホール系におけるナノスケール核スピン共鳴イメージング
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26390006
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
橋本 克之 東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (30451511)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 量子ホール効果 / 核スピン共鳴 / 走査顕微鏡 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、核スピンマッピングのデータを理解するために必要不可欠な、量子ホール効果ブレークダウンの電流の流れを反映する走査ゲート顕微鏡マッピングを行った。その結果、核スピンの分布の重点率依存性に類似したいくつかの特徴的なパターンを観測した。これらは、量子ホール状態の非圧縮性領域でのランダウレベル間散乱に関連したものと考えれられる。この結果から、核スピン偏極がどのように量子ホール状態と関連しているかを考えるうえで重要な知見を得ることができた。
また、昨年得られた核スピン共鳴強度マッピングのラジオ波の周波数及びパワー依存性データのまとめを行った。これにより、核スピン共鳴の基本周波数と二倍周波数の交流電界を走査探針から印可することで、局所的な核スピン共鳴が可能であり、核スピン分布を測定できることを明らかにした。さらに、電界強度依存性を考察した結果、基本周波数の電界照射では、非局所的な共鳴が生じ、局所共鳴シグナルにオバーラップすることが分かった。一方、二倍周波数電界を照射した場合は、非局所共鳴は生じず、純粋な局所核スピン共鳴を観測できることが分かった。これらの結果により、核スピン共鳴強度マッピングだけではなくナイトシフトマッピングに二倍周波数電界を用いることの重要性が明らかになった。
核スピンマッピング関連の実験では、ナイトシフトマッピングの検証実験を行ったが、装置の不具が生じたため、本年度は修理やそれに必要となった装置のパーツ作成を行い装置の改善を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
ナイトシフトマッピングの確証データを今年度中に得る予定であったが、装置の不具合などでうまく実験が進まなかったため。
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| Strategy for Future Research Activity |
装置の不具合を解消し、ナイトシフトマッピングの追試データを収集する。その上で、量子ホールスピン電子状態のマッピングを行い、核スピン共鳴強度マッピングで得られた核スピン偏極の空間分布との関係を明らかにする。また、これらのイメージングにおける、空間、周波数分解能などの基本的な特性をあきらかにする。最終年度である次年度は、同時並行で上記の結果を解析・考察しまとめを行う。
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| Causes of Carryover |
試料や装置の不具合により液体ヘリウムを使用する実験が予定通り行えず、その分の液体ヘリウム代が浮いたため
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
昨年度の実験の遅れを取り戻すため低温実験の回数を増やす予定であり、そのための液体ヘリウム代に使用する。
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Research Products
(6 results)
