光ゲート法による過渡的量子輸送現象の解明

• 研究課題/領域番号: 21340076
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物性Ⅰ
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 野村 晋太郎 筑波大学, 数理物質系, 准教授 (90271527)
• 研究分担者: 赤崎 達志 高知工業高等専門学校, 電気情報工学科, 教授 (10393779)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 19,630千円 (直接経費: 15,100千円、間接経費: 4,530千円); 2012年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円); 2011年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円); 2010年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円); 2009年度: 13,000千円 (直接経費: 10,000千円、間接経費: 3,000千円)
• キーワード: 局所光励起法 / 量子輸送現象 / 過渡的光測定 / 二次元電子系 / 光ゲート法 / 量子ホール端状態 / 半導体ナノ構造 / 近接場光学顕微鏡 / 光照射効果

研究概要

近接場光学顕微鏡を希釈冷凍機温度・強磁場中で動作させることに成功し、従来、光物性にて発展してきた手法を量子輸送現象の解明に適用することに成功した。量子ホール端状態の空間分布測定を行い、圧縮性/非圧縮性液体による縞状構造を観測することに成功した。光ポンプ=プローブ法による超高速測定手法を光ゲートを用いることによって過渡的量子輸送現象の解明に適用する道筋をつけた。

研究成果

• [雑誌論文] Time resolved measurements of ultrafast transport pulses using photoconductive switches (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Ohtaki
  • 雑誌名: AIP Conf. Proc. 巻: 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] Real-space mapping of compressible and incompressible strips by a near-field scanning optical microscope (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Ito, K.Furuya, Y.Shibata, Y.Ootuka, S.Nomura, S.Kashiwaya, M.Yamaguchi, H.Tamura, T.Akazaki
  • 雑誌名: AIP Conf.Proc. 巻: 1399 ページ: 603-604
  • DOI: 10.1063/1.3666522
  • 査読あり
• [雑誌論文] Near-Field Optical Mapping of Quantum Hall Edge States (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Ito, K. Furuya, Y. Shibata, S. Kashiwaya, M. Yamaguchi, T. Akazaki, H. Tamura, Y. Ootuka, and S. Nomura
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett 巻: 107 号: 25 ページ: 256803-256803
  • DOI: 10.1103/physrevlett.107.256803
  • NAID: 120007137349
  • URL: http://hdl.handle.net/2241/114819
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mapping of quantum-Hall edge channels by a dilution-refrigerator based near-field scanning optical microscope (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Ito, Y. Shibata, K. Furuya, Y. Ootuka S. Nomura,S. Kashiwaya, M. Yamaguchi,H. Tamura, and T. Akazaki
  • 雑誌名: Journal of Nonlinear Optical Physics & Materials 巻: 19(4) 号: 04 ページ: 563-569
  • DOI: 10.1142/s0218863510005467
  • 査読あり
• [雑誌論文] Position dependent optical effect on the transport properties of S-Sm-S junctions (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Tsumura, S. Nomura, T. Akazaki,andH. Takayanagi
  • 雑誌名: Physics Procedia 巻: 3 ページ: 1177-1181
  • URL: http://www.elsevier.com/locate/procedia
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optical mapping of the boundary of a two-dimensional electron gas by a near-field optical microscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Ito, Y. Shibata, K. Furuya, S. Kashiwaya, Y. Ootuka and S. Nomura
  • 雑誌名: Physics Procedia 巻: 3 ページ: 1171-1175
  • URL: http://www.elsevier.com/locate/procedia
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mapping of quantum-Hall edge channels by a dilution-refrigerator based near-field scanning optical microscope (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Ito, Y.Shihata, K.Furuya, Y.OotukaS.Nomura, S.Kashiwaya, M.Yamaguchi, H.Tamura, , T.Akazaki
  • 雑誌名: Journal of Nonlinear Optical Physics&Materials 巻: 49 ページ: 563-569
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optical mapping of the boundary of a two-dimensional electron gas by a near-field optical microscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Ito, Y.Shibata, K.Furuya, S.Kashiwaya, Y.Ootuka, S.Nomura
  • 雑誌名: Physics Procedia 3 ページ: 1171-1175
  • 査読あり
• [雑誌論文] Position dependent optical effect on the transport properties of S-Sm-S junctions (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Tsumura, S.Nomura, T.Akazaki, H.Takayanagi
  • 雑誌名: Physics Procedia 3 ページ: 1177-1181
  • 査読あり
• [雑誌論文] Physics of nano-contact between Si quantum dots and inversion layer (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Sakurai, S.Nomura, Y.Takada, J.Iwata, K.Shiraishi, M.Muraguchi, T.Endoh, Y.Shigeta, M.Ikeda, K.Makihara, S.Miyazaki
  • 雑誌名: ECS transactions 25 ページ: 463-470
• [雑誌論文] Time resolved measurements of ultrafast transport pulses using photoconductive switches
  • 著者名/発表者名: K. Ohtaki, K. Ohmori, and S. Nomura
  • 雑誌名: AIP Conf. Proc 巻: (印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Imaging of quantum Hall edge states under quasiresonant excitation by a near-field scanning optical microscope
  • 著者名/発表者名: H. Ito, Y. Shibata, S. Mamyoda, S. Kashiwaya, M. Yamaguchi, T. Akazaki,H. Tamura, Y. Ootuka, and S. Nomura
  • 雑誌名: AIP Conf. Proc 巻: (印刷中)
  • 査読あり
• [学会発表] Imaging of spin-resolved quantum Hall edge states by near-field scanning optical microscopy (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Nomura
  • 学会等名: The 20th international conference on Electronic Properties of Two-Dimensional Systems
  • 発表場所: Wroclow, Poland
• [学会発表] The optical excitation energy dependence of mapping of quantum Hall edge states (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Ito, Y. Shibata, S. Mamyoda, S. Kashiwaya, M. Yamaguchi, T. Akazaki, H. Tamura, Y. Ootuka and S. Nomura
  • 学会等名: IUMRS-International Conference on Electronic Materials
  • 発表場所: Pacifico Yokohama, Yokohama
  • 年月日: 2012-09-24
• [学会発表] 二次元電子系端状態中非平衡キャリア (2012)
  • 著者名/発表者名: 野村晋太郎,伊藤宙陛,間明田周平,柴田祐輔,大塚洋一,柏谷聡,山口真澄,田村浩之,赤崎達志
  • 学会等名: 第73回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 愛媛大学
  • 年月日: 2012-09-11
• [学会発表] Time resolved measurements of ultrafast transport pulses using photoconductive switches (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Ohtaki, K. Ohmori, and S. Nomura
  • 学会等名: International Conference on the Physics of Semiconductors
  • 発表場所: Zurich, Switzerland
  • 年月日: 2012-08-02
• [学会発表] Imaging of quantum Hall edge states under quasiresonant excitation by a near-field scanning optical microscope (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Ito, Y. Shibata, S. Mamyoda, S. Kashiwaya, M. Yamaguchi, T. Akazaki, H. Tamura, Y. Ootuka, and S. Nomura
  • 学会等名: International Conference on the Physics of Semiconductors
  • 発表場所: Zurich, Switzerland
  • 年月日: 2012-07-31
• [学会発表] 光伝導スイッチを用いた超短パルス時間分解測定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大滝 健嗣、大毛利 健治、野村 晋太郎
  • 学会等名: 第59回応用物理学会関係連合講演会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-03-17
• [学会発表] 光伝導スイッチを用いた超短パルス時間分解測定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大滝健嗣、大毛利健治、野村晋太郎
  • 学会等名: 第59回応用物理学会関係連合講演会
  • 発表場所: 東京都、早稲田大学
  • 年月日: 2012-03-17
• [学会発表] High resolution spatial mapping of quantum Hall edge states by a near-field scanning optical microscope (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Mamyoda
  • 学会等名: The Eighth International Nanotechnology Conference on Communication and Cooperation
  • 発表場所: International Congress Center, Tsukuba
• [学会発表] The optical excitation energy dependence of mapping of quantum Hall edge states (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Ito
  • 学会等名: IUMRS-International Conference on Electronic Materials
  • 発表場所: PACIFICO Yokohama, Yokohama
• [学会発表] 二次元電子系端状態中非平衡キャリア (2012)
  • 著者名/発表者名: 野村晋太郎
  • 学会等名: 第７３回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 愛媛大学、松山市
• [学会発表] 二次元電子系バルク-エッジ間トンネリングの光学検出 (2011)
  • 著者名/発表者名: 野村晋太郎
  • 学会等名: 平成23年度東北大プロジェクト研究会
  • 発表場所: 仙台市、ばんじ家
  • 年月日: 2011-10-21
• [学会発表] Imaging of Quantum Hall Edge States by Near-field Optical Microscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Nomura,H. Ito, K. Furuya, Y. Shibata, Y. Ootuka, S. Kashiwaya, M. Yamaguchi, H. Tamura, and T. Akazaki
  • 学会等名: Quantum Nanostructures and Nanoelectronics 2011
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2011-10-03
• [学会発表] Imaging of Quantum Hall Edge States by Near-field Optical Microscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Nomura, H.Ito, K.Furuya, Y.Shibata, Y.Ootuka, S.Kashiwaya, M.Yamaguchi, H.Tamura, T.Akazaki
  • 学会等名: Quantum Nanostructures and Nanoelectronics 2011
  • 発表場所: 東京、東京大学
  • 年月日: 2011-10-03
• [学会発表] 光パルス励起によるデバイスの応答特性測定 (2011)
  • 著者名/発表者名: 野村晋太郎
  • 学会等名: CRESTチーム内研究会 『ナノデバイスのヒコ秒物理の解析による揺らぎ最小化設計指針の開発』
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-09-15
• [学会発表] 光パルス励起によるデバイスの応答特性測定 (2011)
  • 著者名/発表者名: 野村晋太郎
  • 学会等名: CRESTチーム内研究会『ナノデバイスのヒコ秒物理の解析による揺らぎ最小化設計指針の開発』
  • 発表場所: 東京、早稲田大学
  • 年月日: 2011-09-15
• [学会発表] Imaging of edge states in a quantum Hall liquid by quasi-resonant near-field optical excitation (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Ito, K. Furuya, Y. Shibata, S. Kashiwaya, M. Yamaguchi, H. Tamura, and T. Akazaki, Y. Ootuka, S. Nomura
  • 学会等名: The 19th international conference on Electronic Properties of Two-Dimensional Systems
  • 発表場所: Tallahassee, USA
  • 年月日: 2011-07-25
• [学会発表] 近接場局所光照射による量子ホール端状態の観測 その3 (2011)
  • 著者名/発表者名: 古谷景佑, 伊藤宙陛, 柴田祐輔, 大塚洋一, 野村晋太郎, 柏谷聡, 山口真澄, 田村浩之, 赤崎達志
  • 学会等名: 日本物理学会年次大会
  • 発表場所: 新潟大学
  • 年月日: 2011-03-25
• [学会発表] Leakage current mapping of hafnium silicate gate dielectrics by local optical excitation (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Juda, R.Hasunuma, K.Yamabe, K.Yamada, K.Shiraishi, S.Nomura
  • 学会等名: ISIMS-2011
  • 発表場所: つくば国際会議場
  • 年月日: 2011-03-10
• [学会発表] Investigation of the Spatial Profile of the Quantum-Hall Edge State by the Photovoltage Mapping Using Near-field Optical Microscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Ito, K.Furuya, Y.Shibata, Y.Ootuka, S.Kashiwaya, M.Yamaguchi, H.Tamura, T.Akazaki, S.Nomura
  • 学会等名: International Symposium on Nanoscale Transport and Technology
  • 発表場所: NTT物性科学基礎研究所
  • 年月日: 2011-01-12
• [学会発表] 近接場局所光照射による量子ホール端状態の観測 その2 (2010)
  • 著者名/発表者名: 伊藤宙陛, 古谷景佑, 柴田祐輔, 大塚洋一, 野村晋太郎, 柏谷聡, 山口真澄, 田村浩之, 赤崎達志
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大学
  • 年月日: 2010-09-24
• [学会発表] Real-space mapping of compressible and incompressible strips by a near-field scanning optical microscope (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Ito, Y. Shibata, K. Furuya, Y. Ootuka, S. Nomura, S. Kashiwaya, M. Yamaguchi, H. Tamura, and T. Akazaki
  • 学会等名: 30th International Conference on Physicsof Semiconductors
  • 発表場所: Seoul, Korea
  • 年月日: 2010-07-29
• [学会発表] Real-space mapping of compressible and incompressible strips by a near-field scanning optical microscope (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Ito, Y.Shibata, K.Furuya, Y.Ootuka, S.Nomura, S.Kashiwaya, M.Yamaguchi, H.Tamura, T.Akazaki
  • 学会等名: 30th International Conference on Physics of Semiconductors
  • 発表場所: Seoul, Korea
  • 年月日: 2010-07-29
• [学会発表] Real-space mapping of quantum-Hall edge channels by a dilution-refrigerator based near-field scanning optical microscope (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Ito, Y.Shibata, K.Furuya, Y.Ootuka, S.Nomura, S.Kashiwaya, M.Yamaguchi, H.Tamura, T.Akazaki
  • 学会等名: 29^<th> Electronic Materials Symposium
  • 発表場所: ラフォーレ修善寺
  • 年月日: 2010-07-15
• [学会発表] 近接場局所光照射による量子ホール端状態の観測 (2010)
  • 著者名/発表者名: 伊藤宙陛、古谷景佑、柴田祐輔、大塚洋一、野村晋太郎、柏谷聡、山口真澄、田村浩之、赤崎達志
  • 学会等名: 日本物理学会年次大会
  • 発表場所: 岡山大学(岡山市)
  • 年月日: 2010-03-20
• [学会発表] Optical mapping of the edge of Hall-bar by a near-field optical microscopy in magnetic field (2009)
  • 著者名/発表者名: 伊藤宙陛, 柴田祐輔, 古谷景佑, 柏谷聡, 大塚洋一, 野村晋太郎
  • 学会等名: 14th International Conference on Narrow Gap Semiconductors and Systems
  • 発表場所: 東北大学(仙台市)
  • 年月日: 2009-07-19
• [学会発表] Position dependent optical effects on the transport properties of S-Sm-S junctions (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Tsumura, S.Nomura, T.Akazaki, H.Takayanagi
  • 学会等名: 14th International Conference on Narrow Gap Semiconductors and Systems
  • 発表場所: 東北大学(仙台市)
  • 年月日: 2009-07-14
• [学会発表] 電子励起状態を介した量子ドットへのトンネル現象の変調 (2009)
  • 著者名/発表者名: 野村晋太郎
  • 学会等名: 応用物理学会連合会
  • 発表場所: 筑波大学(つくば市)
  • 年月日: 2009-04-01
• [備考]
  • URL: http://www.px.tsukuba.ac.jp/home/ecm/snomura/lab/
• [備考] Nomura Lab
  • URL: http://www.px.tsukuba.ac.jp/home/ecm/snomura/lab/index.html
• [備考]
  • URL: http://www.px.tsukuba.ac.jp/home/ecm/snomura/lab/index.html
• [備考]
  • URL: http://www.px.tsukuba.ac.jp/home/ecm/snomura/lab/index.html
• [備考]
  • URL: http://www.px.tsukuba.ac.jp/home/ecm/snomura/lab/index.html
• [産業財産権] ナノ多孔質体を利用した微粒子、ナノ構造体の製造方法 (2010)
  • 発明者名: 野村晋太郎、伊藤宙陛
  • 権利者名: 科学技術振興機構
  • 取得年月日: 2010-10-23