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低次元ナノ構造における量子干渉効果と電子相関

研究課題

研究課題/領域番号 12740175
研究種目

奨励研究(A)

配分区分補助金
研究分野 固体物性Ⅰ(光物性・半導体・誘電体)
研究機関東京大学

研究代表者

小林 研介  東京大学, 物性研究所, 助手 (10302803)

研究期間 (年度) 2000 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
2001年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2000年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
キーワード量子ドット / 電子の位相 / 配置相互作用 / コヒーレンス / ファノ効果 / 近藤効果 / 電子相関 / 微細加工
研究概要

本研究では,微細加工によって作り出されたナノ構造において,干渉効果や多体効果に起因する新しい現象を見出すことを目的としている。ナノ構造体としては,直径1ミクロン程度のリング(アハラノフボームリング)に量子ドットを埋め込んだものを用いている。量子ドットは典型的な0次元系であり,クーロン振動をはじめ多彩な現象が見つかっている。また,アハラノフ・ボーム(AB)効果と組み合わせることにより,ドットを通った伝導電子の位相の情報を知ることもできる。このように,「リング+ドット」系は電子の「粒子性」と「波動性」とが混在するような系である。本年度はこの系において,これまでに知られていない二つの新しい知見を得た。
(1)非局所測定による干渉効果の増大
まず,ドットがない「リング」だけで測定を行った。このリングに対して,非局所的な4端子測定を行うと,電子の干渉効果がこれまでの10倍ほどにも増大することが明らかになった。このような測定方法を適用したのは本研究が初めてであり,それによる干渉効果の増大は,これまでの理論では予言されていなかった。この現象の解明は,電子の干渉性がなぜ失われていくのか,という量子力学の基本問題に多くの示唆を与えるものと期待している。
(2)ファノ効果の発見
次に「リング+ドット」での実験を行い,ファノ効果を見出した。これはリング内の連続状態にある電子と、ドット内の離散準位にある電子との「配置間相互作用」によって生じる効果であり,数多くの物理系で知られているが,ナノ構造においては本研究が初めての観測である。しかも,この系は多くの点で制御可能であり,ファノ効果の検証実験としてはこれまでで最良のものである。
以上のように,本年度は「リング+ドット」系において新しい二つの知見が得られた。これらは二つとも今後のメゾスコピック系の物理の発展に寄与するものと考えられる。

報告書

(2件)
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (3件)

  • [文献書誌] K.Kobayashi, et al.: "Observation of an Enhanced Aharonov-Bohm Effect"Journal of Physics and Chemistry of Solids. (印刷中).

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] K.Kobayashi, et al.: "Reduction of Quantum Decoherence in Non-Local Resistance Measurement"Microelectronic Engineering. (印刷中).

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] K.Kobayashi et al.: "Quantum Coherence and Decoherence, Proc. ISQM-Tokyo'01"Observation-Dependent Decoherence in an Allaronov-Bohm Ring(印刷中).

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2020-05-15  

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