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量子ホール電子系による位相および核スピンの制御

研究課題

研究課題/領域番号 19204031
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 物性Ⅰ
研究機関東京大学

研究代表者

小宮山 進  東京大学, 大学院・総合文化研究科, 教授 (00153677)

研究協力者 中島 峻  東京大学, 大学院・総合文化研究科, 助教 (60534344)
陳 正中  台湾 国立清華大学, 物理学部, 准教授
樋田 啓  東京大学, 大学院・総合文化研究科・広域化学専攻・相関基礎科学系, 博士課程
研究期間 (年度) 2007 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
46,150千円 (直接経費: 35,500千円、間接経費: 10,650千円)
2010年度: 10,270千円 (直接経費: 7,900千円、間接経費: 2,370千円)
2009年度: 10,270千円 (直接経費: 7,900千円、間接経費: 2,370千円)
2008年度: 12,350千円 (直接経費: 9,500千円、間接経費: 2,850千円)
2007年度: 13,260千円 (直接経費: 10,200千円、間接経費: 3,060千円)
キーワード量子ホール電子系 / 核スピン / 端状態 / 位相干渉性 / 超微細相互作用 / 量子ホール系 / 超交換相互作用 / 位相制御 / 量子ドット / キャビティーQED / 量子ホール遷移
研究概要

量子ホール電子系における端状態の電子スピンと核スピン間の超微細相互作用を利用して、端状態の電子スピン固有状態と、核スピン偏極の生成・拡散・緩和のダイナミクスの双方を解明した。さらに、量子ポイントコンタクトや量子ドット系における電子の位相干渉性の特性を明らかにした。量子ホール電子系での電流不安定状態に伴う負微分伝導の発生、および電流による量子ホール崩壊現象における熱双安定性の存在を実証した。

報告書

(6件)
  • 2010 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2009 実績報告書   自己評価報告書 ( PDF )
  • 2008 実績報告書
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (38件)

すべて 2011 2010 2009 2007 その他

すべて 雑誌論文 (18件) (うち査読あり 18件) 学会発表 (16件) 備考 (4件)

  • [雑誌論文] Spin-textured edge states probed by local nuclear spin polarization2010

    • 著者名/発表者名
      T.Nakajima, Y.Kobayashi, S.Komiyama
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B 82

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Scanning microscopy of nuclear spin polarization via quantum Hall edge channels2010

    • 著者名/発表者名
      T.Nakajima, Y.Kobayashi, S.Komiyama, M.Tsuboi, T.Machida
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B 81

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Lifetime of dissipation-less state of quantum Hall electron systems in the bistable regime2010

    • 著者名/発表者名
      T.Nakajima, S.Komiyama
    • 雑誌名

      Physica E 42

      ページ: 1026-1029

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書 2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Observation of resonance conductance in a quantum point contact with a tunable channel potential2010

    • 著者名/発表者名
      C-S.Wen, J.H.Hsiao, K-T.Lin, T-M.Hong, J.C.Chen, T.Ueda, S.Komiyama
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B

      巻: 82

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spin-textured edge states probed by local nuclear spin polarization2010

    • 著者名/発表者名
      T.Nakajima, Y.Kobayashi, S.Komiyama
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B

      巻: 82

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Scanning microscopy of nuclear spin polarization via quantum Hall edge channels2010

    • 著者名/発表者名
      T. Nakajima, Y. Kobayashi, S. Komiyama, M. Tsuboi, T. Machida
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B 81

    • 関連する報告書
      2009 自己評価報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Lifetime of dissipation-less state of quantum Hall electron systems in the bistable regime2010

    • 著者名/発表者名
      T. Nakajima, S. Komiyama
    • 雑誌名

      Physica E 42

      ページ: 1026-1029

    • 関連する報告書
      2009 自己評価報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Scanning microscopy of nuclear spin polarization via quantum Hall edge channels2010

    • 著者名/発表者名
      T.Nakajima, Y.Kobayashi, S.Komiyama, M.Tsuboi, T.Machida
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B 81

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Temperature limitations of quantum Hall far-infrared photodetectors2010

    • 著者名/発表者名
      J.C.Chen, J.Zhang, C.C.Chi, T.Ueda, S.Komiyama
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys. 49

    • NAID

      40017033704

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Negative differential conductivity of two-dimensional electron gas systems in high magnetic fields2009

    • 著者名/発表者名
      J.C.Chen, Y.Tsai, Y.Lin, T.Ueda, S.Komiyama
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B 79

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Negative differential conductivity of two-dimensional electron-gas systems in high magnetic fields2009

    • 著者名/発表者名
      J. C. Chen, Y. Tsai, Y. Lin, T. Ueda, S. Komiyama
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B 79

    • 関連する報告書
      2009 自己評価報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transport properties of a quantum dot in Quantum Hall regimes probed by a single-electron transistor2009

    • 著者名/発表者名
      J.C.Chen, Ming-Yang Li, T.Ueda, S.Komiyama
    • 雑誌名

      Appl.Phys.Lett. 94

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Negative differential conductivity of two-dimensional electron-gas systems in high magnetic fields2009

    • 著者名/発表者名
      J. C. Chen, S. Komiyama, etc.
    • 雑誌名

      PHYSICAL REVIEW B 79

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of impurity scattering on the quantized conducatance of a quasi-one-dimensional quantum wire2009

    • 著者名/発表者名
      J. C. Chen, S. Komiyama, etc.
    • 雑誌名

      APPLIED PHYSICS LETTERS 94

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] System-Size Dependence of Quantum Hall Transitions2007

    • 著者名/発表者名
      T.Nakajima, T.Ueda, S.Komiyama
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn 76

    • NAID

      110006418606

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] System-Size Dependence of Quantum Hall Transitions2007

    • 著者名/発表者名
      T. Nakajima, T. Ueda, S. Komiyama
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn. 76

    • NAID

      110006418606

    • 関連する報告書
      2009 自己評価報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] System-Size Dependence of Quantum Hall Transitions2007

    • 著者名/発表者名
      T.Nakajima, T.Ueda, S.Komiyama
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn 76

      ページ: 947031-6

    • NAID

      110006418606

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantum Hall transitions in mesoscopic devices2007

    • 著者名/発表者名
      T.Nakajima, T.Ueda, S.Komiyama
    • 雑誌名

      Physica E 40

      ページ: 1285-1287

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 半導体量子ドットによるCirucuitQEDの研究II2011

    • 著者名/発表者名
      樋田啓
    • 学会等名
      日本物理学会年次大会(地震により大会は中止.要旨集をもって発表とする)
    • 発表場所
      (新潟大学)新潟
    • 年月日
      2011-03-28
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 核スピン偏極緩和時間の抵抗検出法における拡散の寄与2010

    • 著者名/発表者名
      中島峻
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      (大阪府立大学)大阪
    • 年月日
      2010-09-24
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 半導体量子ドットによるCirucuitQEDの研究2010

    • 著者名/発表者名
      田啓
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      (大阪府立大学)大阪
    • 年月日
      2010-09-24
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Nano-scale probing of edge spin states via nuclear spin polarization2010

    • 著者名/発表者名
      T.Nakajima
    • 学会等名
      30th International Conference on the Physics of Semiconductors(ICPS 30)
    • 発表場所
      (COEX)Seoul,Korea
    • 年月日
      2010-06-29
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 量子ホール効果崩壊現象のおける熱双安定性2010

    • 著者名/発表者名
      小宮山進
    • 学会等名
      日本物理学会第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大学津島キャンパス(岡山)
    • 年月日
      2010-03-21
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] 量子ホール効果崩壊現象のおける熱双安定性2010

    • 著者名/発表者名
      小宮山進、中島峻
    • 学会等名
      日本物理学会第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大学津島キャンパス
    • 年月日
      2010-03-21
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 局所核スピン偏極の緩和測定によるSpin-Textured Edge状態の検出2010

    • 著者名/発表者名
      中島峻、小林泰子、小宮山進
    • 学会等名
      日本物理学会第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大学津島キャンパス
    • 年月日
      2010-03-20
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Spin States in Edge Channels Probed via Relaxation of Local Nuclear Polarization2010

    • 著者名/発表者名
      T.Nakajima
    • 学会等名
      International Symposium on Quantum Nanostructures and Spin-related Phenomena (QNSP2010)
    • 発表場所
      東京大学駒場キャンパス数理研究科大講義室(東京)
    • 年月日
      2010-03-09
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Spin States in Edge Channels Probed via Relaxation of Local Nuclear Polarization2010

    • 著者名/発表者名
      T. Nakajima, Y. Kobayashi, S. Komiyama
    • 学会等名
      International Symposium on Quantum Nanostructures and Spin-related Phenomena (QNSP2010)
    • 発表場所
      Komaba, Japan
    • 年月日
      2010-03-09
    • 関連する報告書
      2009 自己評価報告書
  • [学会発表] Spin States in Edge Channels Probed via Relaxation of Local Nuclear Polarization2010

    • 著者名/発表者名
      T.Nakajima, Y.Kobayashi, S.Komiyama
    • 学会等名
      International Symposium on Quantum Nanostructures and Spin-related Phenomena(QNSP2010)
    • 発表場所
      東京大学駒場キャンパス数理研究科大講義室(東京)
    • 年月日
      2010-03-09
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 量子ホールエッジチャネルによる局所核スピン偏極の生成と減衰2009

    • 著者名/発表者名
      中島峻、小林泰子、坪井理広、小宮山進、町田友樹
    • 学会等名
      第14回半導体スピン工学の基礎と応用(PASPS-14)
    • 発表場所
      慶應義塾大学日吉キャンパス(神奈川)
    • 年月日
      2009-12-21
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Lifetime of dissipation-less state of quantum Hall electron systems in the bistable regime2009

    • 著者名/発表者名
      T.Nakajima
    • 学会等名
      18th International Conference on the Electronic Properties of Two-Dimensional Systems (EP2DS-18)
    • 発表場所
      神戸コンベンションセンター(兵庫)
    • 年月日
      2009-07-20
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Lifetime of dissipation-less state of quantum Hall electron systems in the bistable2009

    • 著者名/発表者名
      T.Nakajima, S.Komiyama
    • 学会等名
      18th International Conference on the Electronic Properties of Two-Dimensional Systems(EP2DS-18)
    • 発表場所
      神戸コンベンションセンター(兵庫)
    • 年月日
      2009-07-20
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Current dependent dephasing in an Aharonov-Bohm Interferometer2009

    • 著者名/発表者名
      K-Tlin, Y. Lin, J. C. Chen, T. Ueda, S. Komiyama
    • 学会等名
      2009 APS March Meeting
    • 発表場所
      Pittsburgh(USA)
    • 年月日
      2009-03-16
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] System-size dependent quantum Hall transition2007

    • 著者名/発表者名
      T.Nakajima
    • 学会等名
      17th International Conference on the Electronic Properties of Two-Dimensional Systems (EP2DS-17)
    • 発表場所
      Genova,(Italy)
    • 年月日
      2007-07-16
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] System-size dependent quantum Hall transition2007

    • 著者名/発表者名
      T. Nakajma, T. Ueda, S. Komiyama
    • 学会等名
      EP2DS-17(17th International Conference on the Electronic Properties of Two-Dimensional Systems)
    • 発表場所
      Genova,Italy
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://dbs.c.u-tokyo.ac.jp/~komiyama/

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [備考]

    • URL

      http://maildbs.c.u-tokyo.ac.jp/~komiyama/

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [備考] ホームページ

    • URL

      http://dbs.c.u-tokyo.ac.jp/~komiyama/

    • 関連する報告書
      2009 自己評価報告書
  • [備考]

    • URL

      http://maildbs.c.u-tokyo.ac.jp/~komiyama/

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

URL: 

公開日: 2007-04-01   更新日: 2020-05-15  

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