| 研究課題/領域番号 |
18K03481
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分13020:半導体、光物性および原子物理関連
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| 研究機関 | 千葉大学 |
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研究代表者 |
音 賢一 千葉大学, 大学院理学研究院, 教授 (30263198)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
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| キーワード | 量子ホール効果 / 光渦 / エッジ状態 / 2次元電子系 / 強磁場 / 光起電力 / キラリティ / スピン |
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| 研究成果の概要 |
光渦の軌道角運動量と円偏光による角運動量が量子ホール電子系や、関連する電子励起に対して及ぼす影響を調べるため、低温・強磁場下の試料に光渦を顕微照射する実験系を構築した。GaAsヘテロ構造2次元電子系試料の形状を様々に工夫して、光渦の光強度プロファイルと2次元電子系のエッジ状態の位置関係が実験的に最適となるように試行錯誤を繰り返し、単なる光起電力効果等による現象と分離して光渦状態と円偏光状態を同時に制御した励起光の照射による電気伝導度の変化と光起電力の変化について調べた。ランダウ準位へ光渦照射により直接励起される条件下で、光渦照射による2次元電子系の磁気抵抗に差異が現れることを見出した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
光渦は、らせん状の等位相面を持ち、放射状の電場や中心軸を周回する方向の回転電場が発生するキラリティを持った光であり、いわゆる光の軌道角運動量を有した電磁波である。光渦が半導体に吸収されたときに生じる励起電子の状態は、通常の光励起によるものとは異なる可能性があり、新しい性質を与える可能性がある。量子ホール電子系は強い磁場により、電子のエネルギーはもちろん、その軌道角運動量やスピン角運動量が明確に定まっており、光励起によって生じた電子による電流やそのスピン状態を計測することで、未解明である光渦と電子系との相互作用を詳しく調べることができ、本研究では、その一端を捉えることができた。
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