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エキシトン顕微鏡による量子ホール系の動的スピンの直接観察

研究課題

研究課題/領域番号 17J02035
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Ⅱ(実験)
研究機関東北大学

研究代表者

Moore John  東北大学, 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)
キーワードスカーミオン / 量子ホール効果 / スピン コヒーレンス / トポロジー
研究実績の概要

去年の研究実績の概要で報告した量子ホールスカーミオンに関する実験結果を更に分析しました。物理理論の准教授柴田尚和に相談しながらこの研究の論文を執筆して雑誌で出版しました。
学位の条件に従って博士論文を執筆し、審査委員会に提出しました。博士論文が国立国会図書館に送付されました。博士論文と博士論文発表の審査の結果、筆者の研究は東北大学物理学専攻の2018年度の専攻賞を受賞しました。
電子スピンのコヒーレンス時間計測の実験装置を組み立てました。この装置はパンプの光パルスで電子スピンのコヒーレント状態を励起して、プローブの光パルスでカー回転の検出法によって状態の緩和を時間的に測ります。チタンサファイアレーザーから発光される光パルスを2つに分けて、調整可能な遅延線で時差を作りました。そして回折格子を用いてパルスを整形することによって試料のバンドギャップエネルギーに合うパルスを作りました。極低温でも電子スピンのコヒーレンス時間を測定出来るように、光パルスがあまりに分散しない光ファイバーを希釈冷凍機に導入し、光をファイバーにカップリングしました。冷凍機の中で反射光の回転(カー回転)を強度の変化に変換し、室温で強度をロックイン検出法で測定できるようにしました。実験試料のガリウム砒素量子井戸に光を当てながら、カー回転検出のテストとトラブル対応段階に入りましたが、まだ信号を検出できませんでした。研究室の他の一人の学生はこの研究を引き継ぎました。

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

    (6件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Evidence for a correlated phase of skyrmions observed in real space2018

    • 著者名/発表者名
      Moore John N.、Iwata Hikaru、Hayakawa Junichiro、Mano Takaaki、Noda Takeshi、Shibata Naokazu、Yusa Go
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 98 号: 16

    • DOI

      10.1103/physrevb.98.161402

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Anomalous first-order transition of quantum Hall skyrmions observed by photoluminescence microscopy2018

    • 著者名/発表者名
      John N. Moore
    • 学会等名
      Kick-off Symposium for World Leading Research Centers - Materials Science and Spintronics
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Anomalous quantum Hall skyrmion transition with long-range ordering2017

    • 著者名/発表者名
      John N. Moore
    • 学会等名
      International Symposium on Hybrid Quantum Systems (HQS2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Anomalous transition of quantum Hall skyrmions observed by photoluminescence microscopy2017

    • 著者名/発表者名
      John N. Moore
    • 学会等名
      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] First-order phase transition of quantum Hall skyrmions observed by photoluminescence microscopy2017

    • 著者名/発表者名
      John N. Moore
    • 学会等名
      International School and Symposium on Nanoscale Transport and phoTonics (ISNTT2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Photoluminescence investigation of a quantum Hall skyrmion transition,”2017

    • 著者名/発表者名
      John N. Moore
    • 学会等名
      22nd International Conference on Electronic Properties of Two Dimensional Systems (EP2DS-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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