半導体表面および界面の２次元系における新しい自由度と電子状態

• 研究課題/領域番号: 21244047
• 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: 岡本 徹 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (60245371)
• 連携研究者: 枡富 龍一 東京大学, 大学院理学系研究科, 助教 (00397027)
• 研究期間 (年度): 2009-04-01 – 2013-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 46,930千円 (直接経費: 36,100千円、間接経費: 10,830千円); 2012年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円); 2011年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円); 2010年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円); 2009年度: 27,040千円 (直接経費: 20,800千円、間接経費: 6,240千円)
• キーワード: 表面・界面 / 低温物性 / 表面物性 / 表面・界面物性 / 半導体物性 / 強相関電子系

研究概要

高移動度シリコン２次元電子系に対して、磁場に対する角度をその場制御しながら磁気抵抗効果の測定を行った。非整数のランダウ準位充填率においてランダウ準位交差を行ったところ、電子局在に相当する縦抵抗の明瞭なディップが観測された。
直流抵抗で金属的温度依存性を示す同系に対して、低温下でサイクロトロン共鳴の測定を行った。緩和時間は、直流抵抗から得られるものと同様の温度依存性を示した。
GaAs劈開表面に形成したPb単原子層膜における超伝導を調べた。実験結果は、大きなRashba分裂を持つ２次元金属に対して予想されていた空間変調を有する超伝導状態によって説明された。

研究成果

• [雑誌論文] Two-Dimensional Superconducting State of Monolayer Pb Films Grown on GaAs(110) in a Strong Parallel Magnetic Field (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Sekihara, R. Masutomi, and T. Okamoto
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 111 号: 5 ページ: 5700-5700
  • DOI: 10.1103/physrevlett.111.057005
  • 査読あり
• [雑誌論文] Low-Temperature Scanning Tunneling Microscopy and Transport Measurements on Adsorbate-Induced Two-Dimensional Electron Systems (2013)
  • 著者名/発表者名: R. Masutomi, N. Toriyama, T. Okamoto
  • 雑誌名: AIP Conference Proceedings 巻: 1566 ページ: 291-291
  • DOI: 10.1063/1.4848400
  • 査読あり
• [雑誌論文] Temperature, electron density and in-plane magnetic field dependence of cyclotron relaxation time in the two-dimensional metallic phase (2013)
  • 著者名/発表者名: R. Masutomi, T. Chiba, K. Sasaki, I. Yasuda, A. Sekine, K. Sawano, Y. Shiraki, T. Okamoto
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conference Series 巻: 456 ページ: 12027-12027
  • DOI: 10.1088/1742-6596/456/1/012027
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic-field-independent superconductivity of ultrathin Pb films on cleaved GaAs surface (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Sekihara, R. Masutomi, and T. Okamoto
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conference Series 巻: 456 ページ: 12034-12034
  • DOI: 10.1088/1742-6596/456/1/012034
  • 査読あり
• [雑誌論文] In-plane magnetic field dependence of cyclotron relaxation time in a Si two-dimensional electron system (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Chiba, R. Masutomi, K. Sawano, Y. Shiraki, and T. Okamoto
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 86 号: 4 ページ: 45310-45310
  • DOI: 10.1103/physrevb.86.045310
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetotransport in adsorbate-induced two-dimensional electron systems on cleaved InAs surfaces (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Okamoto, T. Mochizuki, M. Minowa, K. Komatsuzaki, and R. Masutomi
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 巻: 109 号: 10 ページ: 102416-102416
  • DOI: 10.1063/1.3578263
  • 査読あり
• [雑誌論文] Metallic Behavior of Cyclotron Relaxation Time in Two-Dimensional Systems (2011)
  • 著者名/発表者名: R. Masutomi, K. Sasaki, I. Yasuda, A. Sekine, K. Sawano, Y. Shiraki, and T. Okamoto
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 106 号: 19 ページ: 196404-196404
  • DOI: 10.1103/physrevlett.106.196404
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cyclotron resonance in the two-dimensional metallic phase of Siquantum wells (2011)
  • 著者名/発表者名: R.Masutomi, K.Sasaki, I.Yasuda, A.Sekine, K.Sawano, Y.Shiraki, T.Okamoto
  • 雑誌名: AIP Conference Proceedings 巻: 334 ページ: 012057-012057
  • DOI: 10.1088/1742-6596/334/1/012057
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cyclotron Resonance of Two Dimensional Electrons near the Metal-Insulator Transition (2011)
  • 著者名/発表者名: R.Masutomi, K.Sasaki, I.Yasuda, A.Sekine, K.Sawano, Y.Shiraki, T.Okamoto
  • 雑誌名: AIP Conference Proceedings 巻: 1399 ページ: 277-278
  • DOI: 10.1063/1.3666361
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetotransport in adsorbate-induced twodimensional electron systems on cleaved InAs surfaces (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Okamoto, T.Mochizuki, M.Minowa, K.Komatsuzaki, R.Masutomi
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 巻: (掲載確定)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optical Hall Effect in the Integer Quantum Hall Regime (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Ikebe, T.Morimoto, R.Masutomi, T.Okamoto, H.Aoki, R.Shimano
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 104
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cyclotron resonance of two-dimensional electrons in a Si quantum well (2010)
  • 著者名/発表者名: R.Masutomi, K.Toyama, K.Sasaki, K.Sawano, Y.Shiraki, T.Okamoto
  • 雑誌名: Physica E 42 ページ: 1184-1187
  • 査読あり
• [雑誌論文] Well-width dependence of valley splitting in Si/SiGe quantum wells (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Sasaki, R. Masutomi, K. Toyama, K. Sawano, Y. Shiraki, and T. Okamoto
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 95 号: 22 ページ: 222109-222109
  • DOI: 10.1063/1.3270539
  • 査読あり
• [雑誌論文] Insulating phases induced by crossing of partially filled Landau levels in a Si quantum well (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Okamoto, K. Sasaki, K. Toyama, R. Masutomi, K. Sawano, and Y. Shiraki
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 79 号: 24
  • DOI: 10.1103/physrevb.79.241302
  • 査読あり
• [雑誌論文] Insulating phases induced by crossing of partially filled Landau levels in a Si quantum well (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Okamoto, K.Sasaki, K.Toyama, R.Masutomi, K.Sawano, Y.Shiraki
  • 雑誌名: Physical Review B 79
  • 査読あり
• [雑誌論文] Well-width dependence of valley splitting in Si/SiGe quantum wells (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Sasaki, R.Masutomi, K.Toyama, K.Sawano, Y.Shiraki, T.Okamoto
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 95
  • 査読あり
• [学会発表] Two-dimensonal superconductivity with broken inversion symmetry in one-atomic-layer metal films on cleaved GaAs surfaces (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Sekihara, T. Miyake, H. Ichinomiya, R. Masutomi, and T. Okamoto
  • 学会等名: The March Meeting 2014 of the American Physical Society
  • 発表場所: Denver, USA
• [学会発表] Two-dimensonal superconductivity with broken inversion symmetry in one-atomic-layer metal films on cleaved GaAs surfaces (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Sekihara, T. Miyake, H. Ichinomiya, R. Masutomi, and T. Okamoto
  • 学会等名: The International Conference on Strongly Correlated Electron Systems
  • 発表場所: Tokyo, Japan
• [学会発表] STM/STS and transport measurements in adsorbate-induced two-dimensional electron systems (2013)
  • 著者名/発表者名: R. Masutomi and T. Okamoto
  • 学会等名: International Symposium on Advanced Nanodevices and Nanotechnology
  • 発表場所: Hawaii, USA
• [学会発表] Strongly correlated two-dimensional system and superconductivity in one atomic layer (2013)
  • 著者名/発表者名: R. Masutomi
  • 学会等名: Yonsei-Todai Symposium
  • 発表場所: Tokyo, Japan
• [学会発表] Magnetic-field-independent superconductivity of ultrathin Pb films on cleaved GaAs surface (2012)
  • 著者名/発表者名: T.Sekihara, R. Masutomi, and T. Okamoto
  • 学会等名: 20th International Conference on High Magnetic Fields in Semiconductor Physics
  • 発表場所: Chamonix, France
• [学会発表] Low-Temperature Scanning Tunneling Microscopy and Transport Measurements on Adsorbate-Induced Two-Dimensional Electron Systems (2012)
  • 著者名/発表者名: R. Masutomi, N. Toriyama, T. Okamoto
  • 学会等名: 31th International Conference on the Physics of Semiconductors
  • 発表場所: Zurich, Switzerland
• [学会発表] Superconductivity of ultrathin metallic films on cleaved GaAs surfaces (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Sekihara, R. Masutomi, and T. Okamoto
  • 学会等名: The 10th Japan-Russia Seminar on Semiconductor Surfaces
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 招待講演
• [学会発表] Temperature, electron density and in-plane magnetic field dependence of cyclotron relaxation time in the two-dimensional metallic phase (2012)
  • 著者名/発表者名: R. Masutomi, T. Chiba, K. Sasaki, I. Yasuda, A. Sekine, K. Sawano, Y. Shiraki and T. Okamoto
  • 学会等名: 20th International Conference on High Magnetic Fields in Semiconductor Physics
  • 発表場所: Chamonix, France
• [学会発表] 半導体表面における量子ホール伝導と2次元スピングラス (2011)
  • 著者名/発表者名: 岡本徹
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学(富山県)(招待講演)
  • 年月日: 2011-09-21
• [学会発表] 半導体表面における量子ホール伝導と2次元スピングラス (2011)
  • 著者名/発表者名: 岡本 徹
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 富山大学
• [学会発表] Magneto transport in adsorbate-induced twodimensional electron systems on cleaved InAs surfaces (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Okamoto, T.Mochizuki, M.Minowa, K.Komatsuzaki, R.Masutomi
  • 学会等名: 30th International Conference on the Physics of Semiconductors
  • 発表場所: Seoul, Korea
  • 年月日: 2010-07-27
• [学会発表] Magnetotransport in adsorbate-induced two-dimensional electron systems on cleaved InAs surfaces (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Okamoto
  • 学会等名: The 30th International Conference on the Physics of Semiconductors
  • 発表場所: Seoul, Korea
• [学会発表] Cyclotron Resonance of Two Dimensional Electrons near the Metal-Insulator Transition (2010)
  • 著者名/発表者名: R. Masutomi, K. Sasaki, I. Yasuda, A. Sekine, K. Sawano, Y. Shiraki, T. Okamoto
  • 学会等名: The 30th International Conference on the Physics of Semiconductors
  • 発表場所: Seoul, Korea
• [学会発表] Hysteresis in magnetoresistance of InAs surface inversion layers covered with submonolayer of Fe films (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Mochizuki, R.Masutomi, T.Okamoto
  • 学会等名: 18th International Conference on Electronic Properties of Two-Dimensional Systems
  • 発表場所: Kobe, Japan
  • 年月日: 2009-07-23
• [図書] Electrical Detection of Electron-Spin Resonance in Two-Dimensional Systems, Series : the Topic in Applied Physics, Vol.115
  • 著者名/発表者名: J. Matsunami and T. Okamoto
  • 出版者: Ed. Marco Fanciulli (著書・分担執筆)
• [備考]
  • URL: http://dolphin.phys.s.u-tokyo.ac.jp/
• [備考] Recent publications (Okamoto group)
  • URL: http://dolphin.phys.s.u-tokyo.ac.jp/research/list.html
• [備考]
  • URL: http://dolphin.phys.s.u-tokyo.ac.jp/
• [備考]
  • URL: http://dolphin.phys.s.u-tokyo.ac.jp/
• [備考]
  • URL: http://dolphin.phys.s.u-tokyo.ac.jp/