バリスティックグラフェンｐｎ接合における量子輸送現象
| Project/Area Number |
14J09475
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Research Field |
Nanostructural physics
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
森川 生 東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2014-04-25 – 2017-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2016)
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| Budget Amount *help |
¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Fiscal Year 2016: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2015: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2014: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
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| Keywords | グラフェン / 量子輸送現象 / バリスティック伝導 / バリスティック / イメージング / SGM / pn接合 / 量子ホール効果 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
h-BNを基板として用いた高移動度グラフェンにおいては、キャリアの平均自由工程が試料のスケールより大きくなるバリスティック伝導を示す。このバリスティックなキャリアは、チャネル中でほとんど散乱を受けないことから、キャリアが直進し、あたかも幾何光学のように電子波の「軌跡」が伝導を支配するようになる。申請者は、この電子波の軌跡をpn接合を利用することで制御し、電気伝導そのものを制御することに成功した。たとえば、櫛形のnpn接合を利用することによって、電子波のコリメーションと全反射を利用し、電気伝導度を抑制することに成功した。伝導度を抑制することはギャップレスなバンド構造を有するグラフェンにおいては応用上非常にハードルの高い技術であり、過去の先行研究においては、伝導度を抑制するために移動度を抑制したり、キャリア密度を抑制したりすることで、何とか実現にこぎ着けていたが、本研究においては、高移動度・高キャリア密度を保ちながらも伝導度を抑制することに成功した。また、櫛形のnpn接合と平坦なnpn接合の間には磁気抵抗の符号が異なることも発見し、それが接合内のバリスティックキャリアの軌道とKlein tunnelilngを考慮に入れることで説明できることも分かった。これらの結果は、グラフェン中の電子波を幾何光学のように扱うという全く新しいコンセプトを用いることで実現した結果であり、グラフェンにおける「光学」、いわゆる「Dirac fermion optics」のデモンストレーションに成功した結果と言える。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(31 results)
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[Presentation] バリスティックグラフェンnpn接合における量子干渉2014
Author(s)
森川生, 増渕覚, 守谷頼, 渡邊賢司, 谷口尚, 町田友樹
Organizer
東京大学ナノ量子情報エレクトロニクス研究機構公開シンポジウム～ナノ量子情報エレクトロニクスの新展開～
Place of Presentation
Tokyo, Japan
Year and Date
2014-05-19 – 2014-05-20
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