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高周波単電子制御を用いた量子輸送ダイナミクスの研究

研究課題

研究課題/領域番号 17J01293
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 物性Ⅰ(実験)
研究機関大阪大学

研究代表者

則元 将太  大阪大学, 理学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2018年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2017年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード単電子伝導 / 非平衡現象 / 量子系 / 電子干渉 / ファノ効果 / 単電子操作 / 単電子検出
研究実績の概要

前年度投稿した人工分子系における伝導電子の干渉の論文は、PRBに出版された。本論文はファノ効果と呼ばれる共鳴準位と連続準位が並列に存在する系に対する透過波の干渉現象の普遍性を報告するものである。また本論文は、制御性が高く伝導電子の干渉が伝導を支配するメゾスコピック系でなくては達成されたなかったものである。
一方で、量子系における非平衡現象を探索する道具として単電子源の研究を引き続き行った。前年度に開発したデバイス作製法には、レジストと基板の間に腐食液が侵入するため二次元電子系が侵されてしまい、低温において伝導がなくなるという欠点があることが判明した。そのため、腐食液に高い耐性を持つフォトレジストを用いたサブマイクロオーダーの構造を作製する技術と素早くデバイス作製を完了させる手法を確立した。作製した1um×20umの細線上に金属細線を蒸着することで、単電子源デバイスを作製した。作製したデバイスを申請者を含めた共同研究者とともに作製した測定系を用いて、デバイスに送った高周波(100-400MHz程度)に応答して高周波の一周期に決まった数(1-3)の電子を放出するデバイスを作製することに成功した。作製したデバイスの構造は分光測定や実時間測定が可能な構造となっており、単電子源の放出電子や時間分布などの今後必要となってくる放出電子の特性を測定することが可能となっている。今後これらの測定を行い、量子系の非平衡現象を探索する手法の確立を目指す。
上記の単電子源は今まで報告されてこなかった方法で作製された。現在、今回開発した手法とその実用性についての論文を投稿準備中である。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Fano effect in the transport of an artificial molecule2018

    • 著者名/発表者名
      Shota Norimoto, Shuji Nakamura, Yuma Okazaki, Tomonori Arakawa, Kenichi Asano, Koji Onomitsu, Kensuke Kobayashi, Nobu-hisa Kaneko
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 97 号: 19 ページ: 195313-195313

    • DOI

      10.1103/physrevb.97.195313

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Fine etching process for fabrication of single electron sources2019

    • 著者名/発表者名
      Shota Norimoto, Shuichi Iwakiri, Masahiko Yokoi, Tomonori Arakawa, Yasuhiro Niimi and Kensuke Kobayashi
    • 学会等名
      20th ANNIVERSARY of SUPERCONDUCTING QUBITS: PROGRESS and FUTURE DIRECTIONS
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 微細加工技術の開発とGaAs系二次元電子系単電子源への応用2019

    • 著者名/発表者名
      則元将太,岩切秀一,横井雅彦,荒川智紀,新見康洋,小林研介
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Fano effect in the transport of an artificial molecule2018

    • 著者名/発表者名
      Shota Norimoto, Shuji Nakamura, Yuma Okazaki, Tomonori Arakawa, Kenichi Asano, Koji Onomitsu, Kensuke Kobayashi, and Nobu-hisa Kaneko
    • 学会等名
      34th International Conference on the Physics of Semiconductors 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 極低温高周波測定系の評価と単電子源の分光測定2018

    • 著者名/発表者名
      則元将太, 岩切秀一, 浅野拓也, 荒川智紀, 新見康洋, 小林研介
    • 学会等名
      日本物理学会 2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 高周波量子領域における純スピン流のダイナミクス2018

    • 著者名/発表者名
      岩切秀一、則元将太、浅野拓也、荒川智紀、新見康洋、小林研介
    • 学会等名
      日本物理学会第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] スピン注入を目的とした円偏光マイクロ波生成技術の開発2018

    • 著者名/発表者名
      荒川智紀、則元将太、岩切秀一、浅野拓也、新見康洋、小林研介
    • 学会等名
      日本物理学会第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 二重量子ドットにおけるファノ効果の観測2017

    • 著者名/発表者名
      則元将太、中村秀司、 岡崎雄馬、 金子晋久、 浅野建一、 小林研介
    • 学会等名
      日本物理学会 2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 高周波雑音測定系の構築2017

    • 著者名/発表者名
      大島亜弓、岩切秀一、則元将太、荒川智紀、新見康洋、小林研介
    • 学会等名
      第62回物性若手夏の学校
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Development of noise and high frequency measurement system2017

    • 著者名/発表者名
      大島亜弓、岩切秀一、則元将太、荒川智紀、新見康洋、小林研介
    • 学会等名
      7th Summer School on Semiconductor/Superconducting Quantum Coherence Effect and Quantum Information
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 近藤領域にある量子ドットにおけるハンブリーブラウン・トゥイス実験の試み2017

    • 著者名/発表者名
      Lee Sanghyun、山下薫平、横井雅彦、則元将太、秦徳郎、荒川智紀、新見康洋、小林研介
    • 学会等名
      第22回半導体スピン工学の基礎と応用 PASPS-22
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-05-25   更新日: 2024-03-26  

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