Study of the dynamics of edge states in two-dimensional electron system under magnetic field and its application
| Project/Area Number |
15K05135
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Research Field |
Condensed matter physics I
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| Research Institution | Hyogo Medical University |
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Principal Investigator |
FUKUDA Akira 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)
佐々木 豊 京都大学, 理学研究科, 教授 (60205870)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2018)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2017: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2015: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
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| Keywords | 量子ホール効果 / 2次元電子系 / 動的核スピン偏極 / エッジ状態 / 強磁場 / 超低温 / グラフェン / 核スピン / 弱局在効果 / 普遍的電導度揺らぎ |
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| Outline of Final Research Achievements |
Two dimensional electron system (2DES) in high magnetic field is an ideal system to study one dimensional edge state and topological excitation. In the fractional quantum Hall states (QHSs), nuclear spins play an important role for various physics. In this study, using a high-mobility GaAs quantum well sample, QHSs after dynamic nuclear spin polarization (DNP) turn out to be an extremely interesting novel quantum states. During investigation to perform DNP in 2DES of graphene, it is revealed that inert gas adsorption on graphene take effects on transport properties in QHS regime, and weak localization effect is highly related to the universal conductance fluctuation.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
量子ホール状態における核スピンはその拡張性や制御性の良さから量子計算機への応用が検討されているが、本研究成果はその実現に向けて一歩前進させたと考えられる。また、動的核スピンのダイナミクスに関する成果は、最近発展の著しいトポロジカル絶縁体の物理と相補的な研究発展が期待される。さらに、グラフェンにおける希ガス分子吸着効果の観測は、極めて高感度なガス・センサーとしての応用の可能性がある。
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Report
(5 results)
Research Products
(62 results)
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[Presentation] Development of a Millimeter-Wave ESR Measurement System for Ultra-Low Temperatures and Its Application to Copper Pyrazine Dinitrate: Possible Temperature Sensor from ESR Spectrum2019
Author(s)
Y. Fujii, Y. Ishikawa, Y. Koizumi, T. Omija, A. Fukuda, T. Mizusaki, A. Matsubara, T. Asano, H. Kikuchi, H. Yamamori, S. Mitsudo
Organizer
The 7th International Workshop on Far-Infrared Technologies (IW-FIRT 2019)
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[Presentation] ガスセンサ応用に向けたMoS2トランジスタの作製と電気特性2019
Author(s)
前田 翔児, Perini Christopher, 金子 豊和, 寺澤 大樹, 福田 昭, 小山 政俊, 藤元 章, 原田 義之, 小池 一歩, 矢野 満明, Vogel Eric
Organizer
第66回応用物理学会春季学術講演会
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[Presentation] ENDOR測定に向けた平面型コイルを用いたミリ波帯共振器の開発2018
Author(s)
小泉優太, 石川裕也, 大矢健太, 三浦俊亮, 藤井裕, 福田昭, 松原明, 水崎隆雄, S. Lee, 小林英一, 菊池彦光, 光藤誠太郎
Organizer
日本物理学会第73回年次大会
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[Presentation] 希釈冷凍機温度におけるS=1/2反強磁性鎖Cu(C4H4N2)(NO3)2の高周波ESR2018
Author(s)
石川裕也, 藤井裕, 三浦俊亮, 大矢健太, 浅野貴行, 小泉優太, 大見謝恒宙, 光藤誠太郎, 福田昭, 水崎隆雄, 松原明, 菊池彦光
Organizer
日本物理学会第73回年次大会
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[Presentation] ENDOR測定に向けた平面型コイルを用いたミリ波帯共振器の開発Ⅱ2018
Author(s)
小泉優太, 石川裕也, 大矢健太, 三浦俊亮, 藤井裕, 福田昭, 松原明, 水崎隆雄, S. Lee, 小林 英一, 菊池彦光, 光藤誠太郎
Organizer
日本物理学会2018年秋季大会
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[Presentation] Development of Millimeter-Wave Fabry-Perot Type Resonator for Simultaneous Electron-Spin and Nuclear-Magnetic Resonance Measurement at Very Low Temperatures2018
Author(s)
Y. Fujii, Y. Ishikawa, Y. Koizumi, T. Omija, K. Ohya, S. Miura, A. Fukuda, S. Mitsudo, H. Yamamori, and H. Kikuchi
Organizer
2018 43rd International Conference on Infrared, Millimeter and Terahertz Waves (IRMMW THz-2018)
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[Presentation] Development of Millimeter-Wave Electron-Spin-Resonance Measurement apparatus for Ultralow Temperatures and Its Application to Measurements of CuPzN2018
Author(s)
Y. Ishikawa, Y. Fujii, K. Ohya, Y. Koizumi, S. Miura, S. Mitsudo, A. Fukuda, T. Asano, T. Mizusaki, A. Matsubara, H. Kikuchi and H. Yamamori
Organizer
2018 43rd International Conference on Infrared, Millimeter and Terahertz Waves (IRMMW THz-2018)
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[Presentation] Development of Resonators for Millimeter-wave Band ESR/NMR Double Magnetic Resonance Measurements of Thin Samples2018
Author(s)
Yuta Koizumi, Yuya Ishikawa, Kenta Ohya, Shunsuke Miura, Yutaka Fujii, Akira Fukuda, Akira Matsubara, Takao Mizusaki, Soonchil Lee, Eiichi Kobayashi, Hikomitsu Kikuchi, Seitaro Mitsudo
Organizer
The third Joint Conference of the Asia-Pacific EPR/ESR Society and The International EPR (ESR) Society (APES-IES 2018)
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[Presentation] 平面型コイルを用いたSi:Pのミリ波帯ESR/NMR二重磁気共鳴測定2018
Author(s)
小泉優太, 石川裕也, 大矢健太, 三浦俊亮, 藤井裕, 福田昭, 松原明, 水崎隆雄, Soonchil Lee, 小林英一, 菊池彦光, 光藤誠太郎
Organizer
第57回電子スピンサイエンス学会(SEST2018)
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[Presentation] 酸化インジウムナノ粒子を表面吸着させたグラフェンの電気特性2017
Author(s)
藤元章, 長尾祥吾, 三木孝浩, 寺澤大樹, 福田昭, 太田椋也, 大東隆文, 小山政俊, 原田義之, 神村共住, 佐々誠彦, 矢野満明
Organizer
日本物理学会第72回年次大会
Place of Presentation
大阪大学（大阪府豊中市）
Year and Date
2017-03-17
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[Presentation] Development of mm-wave ESR/NMR double magnetic resonance systems for measurements at very low temperatures2017
Author(s)
K. Ohya, Y. Ishikawa, S. Miura, Y. Fujii, S. Mitsudo, T. Mizusaki, A. Fukuda, A. Matsubara, H. Kikuchi, T. Asano, H. Yamamori, S. Lee and S. Vasiliev
Organizer
28th International Conference on Low Temperature Physics (LT-28)
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[Presentation] 超低温領域におけるS=1/2擬一次元反強磁性体Cu(C4H4N2)(NO3)2の高周波ESR2017
Author(s)
石川裕也, 藤井裕, 三浦俊亮, 大矢健太, 浅野貴行, 小泉優太, 光藤誠太郎, 福田昭, 水崎隆雄, 菊池彦光, 松原明, 山森英智
Organizer
日本物理学会2017年秋季大会
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