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電子-正孔複合量子井戸による量子スピンホール効果の実現

研究課題

研究課題/領域番号 26287068
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 物性Ⅰ
研究機関日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所

研究代表者

鈴木 恭一  日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, 量子電子物性研究部, 主任研究員 (20393770)

研究分担者 入江 宏  日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, 量子電子物性研究部, 研究主任 (20646856)
小野満 恒二  日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, 機能物質科学研究部, 主任研究員 (30350466)
村木 康二  日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, 量子電子物性研究部, 上席特別研究員 (90393769)
研究協力者 フランソワ コエド  日本電信電話株式会社, NTT物性科学基礎研究所・量子電子物性研究部, リサーチアソシエイト
秋保 貴史  日本電信電話株式会社, NTT物性科学基礎研究所・量子電子物性研究部, 研究員 (50786978)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円)
2016年度: 260千円 (直接経費: 200千円、間接経費: 60千円)
2015年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2014年度: 17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
キーワードトポロジカル絶縁体 / 半導体ヘテロ構造 / 量子スピンホール効果 / 量子化伝導 / 半導体物性 / 超薄膜 / 物性実験 / スピンエレクトロニクス / 量子井戸 / 半導体へテロ構造
研究成果の概要

InAs/GaSb系半導体ヘテロ接合構造により人工的に形成された2次元トポロジカル絶縁体(TI)について、表面、裏面の両側からのゲート制御によりTI-半金属遷移を実現した。また、試料形状および電極配置を工夫し片側のみのエッジチャネル伝導を測定し、量子化伝導に非常に近い値を観測した。さらに、GaSbの代わりにInGaSbを使い、室温を超えるTIエネルギーギャップを実現した。

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2017 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 謝辞記載あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 6件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Engineering quantum spin Hall insulators by strained-layer heterostructures2016

    • 著者名/発表者名
      T. Akiho, F. Couedo, H. Irie, K. Suzuki, K. Onomitsu, K. Muraki
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 109 号: 19 ページ: 192105-192105

    • DOI

      10.1063/1.4967471

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Single-edge transport in an InAs/GaSb quantum spin Hall insulator2016

    • 著者名/発表者名
      F. Couedo, H. Irie, K. Suzuki, K. Onomitsu, K. Muraki
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 94 号: 3 ページ: 035301-035301

    • DOI

      10.1103/physrevb.94.035301

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 直接ギャップ半導体ヘテロ接合による二次元トポロジカル絶縁体2016

    • 著者名/発表者名
      鈴木恭一、小野満恒二
    • 雑誌名

      日本物理学会誌

      巻: 71 ページ: 93-98

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Gate-controlled semimetal-topological insulator transition in an InAs/GaSb heterostructure2015

    • 著者名/発表者名
      鈴木恭一、原田裕一、小野満恒二、村木康二
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 91 号: 24

    • DOI

      10.1103/physrevb.91.245309

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 半導体へテロ接合によるトポジカル絶縁体の実現2015

    • 著者名/発表者名
      鈴木恭一、小野満恒二
    • 雑誌名

      NTT技術ジャーナル

      巻: 27.6 ページ: 34-38

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Creating a Topological Insulator Using Semiconductor Heterostructures2015

    • 著者名/発表者名
      鈴木恭一、小野満恒二
    • 雑誌名

      NTT Technical Review

      巻: 13.8

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [学会発表] バンド反転したInAs/InxGa1-xSb電子‐正孔結合系におけるBerry位相の観測2017

    • 著者名/発表者名
      F. Couedo,入江宏,秋保貴史,鈴木恭一,小野満恒二,村木康二
    • 学会等名
      日本物理学会 第72回年次大会17a-B12-5
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府豊中市)
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] InAs/InxGa1-xSb2次元トポロジカル絶縁体における歪みエンジニアリングによるバンドギャップの増大2017

    • 著者名/発表者名
      秋保貴史,入江宏, F. Couedo,鈴木恭一,小野満恒二, 村木康二
    • 学会等名
      日本物理学会 第72回年次大会17a-B12-4
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府豊中市)
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] InAs/InxGa1-xSb2次元トポロジカル絶縁体における歪みを用いたバンドエンジニアリング2017

    • 著者名/発表者名
      秋保貴史,入江宏, F. Couedo,鈴木恭一,小野満恒二,村木康二
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春季学術講演会 14p-501-9
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2017-03-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Local electrostatic gating in InAs/GaSb quantum wells2016

    • 著者名/発表者名
      F. Couëdo, H. Irie, T. Akiho, K. Suzuki, K. Onomitsu, K. Muraki
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会(2016年) 15aBH-6
    • 発表場所
      金沢大学(石川県金沢市)
    • 年月日
      2016-09-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] InAs/GaSb 量子スピンホール系における歪みによるバンドエンジニアリングと伝導特性評価2016

    • 著者名/発表者名
      秋保貴史, F. Couedo,入江宏,鈴木恭一,小野満恒二,村木 康二(登壇者)
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会(2016年) 15aBH-5
    • 発表場所
      金沢大学(石川県金沢市)
    • 年月日
      2016-09-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] InAs/GaSb 2次元トポロジカル絶縁体伝導特性のInAs層・GaSb層厚さ依存性2016

    • 著者名/発表者名
      入江宏, 鈴木恭一, 秋保貴史, F. Couedo, 小野満恒二, 村木 康二
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会(2016年) 15aBH-4
    • 発表場所
      金沢大学(石川県金沢市)
    • 年月日
      2016-09-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] InAs/GaSb量子井戸における層厚制御によるバンド反転とその定量評価2016

    • 著者名/発表者名
      秋保貴史,入江宏, F. Couedo,鈴木恭一,小野満恒二, 村木康二
    • 学会等名
      第77回応用物理学会秋季学術講演会14p-C41-15
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟県新潟市)
    • 年月日
      2016-09-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Francois Couedo、入江宏、鈴木恭一、小野満恒二、村木康二2015

    • 著者名/発表者名
      Single-Edge Transport in an InAs/GaSb Two-Dimensional Topological Insulator
    • 学会等名
      International Symposium on Nanoscale Transport and Technology
    • 発表場所
      NTT厚木研究開発センタ
    • 年月日
      2015-11-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Edge magnetoplasmons in InAs quantum wells investigated by time-domain measurements2015

    • 著者名/発表者名
      太田剛、熊田倫雄、鈴木恭一、小野満恒二、村木康二
    • 学会等名
      International Symposium on Nanoscale Transport and Technology
    • 発表場所
      NTT厚木研究開発センタ
    • 年月日
      2015-11-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Gate control of semimetal-topological insulator transition in an InAs/GaSb heterostructure2015

    • 著者名/発表者名
      鈴木恭一、小野満恒二、村木康二
    • 学会等名
      International Symposium on Nanoscale Transport and Technology
    • 発表場所
      NTT厚木研究開発センタ
    • 年月日
      2015-11-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Single-Edge Transport in an InAs/GaSb Two-Dimensional Topological Insulator2015

    • 著者名/発表者名
      Francois Couedo、入江宏、鈴木恭一、小野満恒二、村木康二
    • 学会等名
      International Workshop on Quantum Nanostructures and Electron-Nuclear Spin Interactions
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2015-10-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Electric field tuning of transport properties in undoped InAs/GaSb hybrid quantum wells2015

    • 著者名/発表者名
      Francois Couedo、入江宏、鈴木恭一、小野満恒二、村木康二
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      関西大学
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] InAs量子井戸におけるエッジマグネトプラズモン:急峻な境界ポテンシャルを仮定した理論による解析2015

    • 著者名/発表者名
      佐々木健一、太田剛、熊田倫雄、鈴木恭一、小野満恒二、村木康二
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      関西大学
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Time-resolved Measurement of Edge Magnetoplasmons in InAs Quantum Wells2015

    • 著者名/発表者名
      太田剛、熊田倫雄、鈴木恭一、小野満恒二、村木康二
    • 学会等名
      21st International Conference on Electronic Properties of Two-Dimensional Systems
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2015-06-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Electric-Field Tuning of InAs/GaSb Quantum Wells in the Band Inverted Regime2015

    • 著者名/発表者名
      Francois Couedo、鈴木恭一、入江宏、原田裕一、小野満恒二、村木康二
    • 学会等名
      21st International Conference on Electronic Properties of Two-Dimensional Systems
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2015-06-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] III-V族半導体によるトポロジカル絶縁体の実現 ~InAs/GaSb量子スピンホール系のエッジ伝導~2015

    • 著者名/発表者名
      鈴木恭一
    • 学会等名
      日本物理学会第70回年次大会
    • 発表場所
      早稲田大(東京・新宿)
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Electric-field tuning of InAs/GaSb quantum wells in the band-inverted regime2015

    • 著者名/発表者名
      Francois Couedo、鈴木恭一、原田裕一、小野満恒二、村木康二
    • 学会等名
      日本物理学会第70回年次大会
    • 発表場所
      早稲田大(東京・新宿)
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] InAs量子井戸におけるエッジマグネトプラズモンの時間分解測定2015

    • 著者名/発表者名
      太田剛、熊田倫雄、鈴木恭一、小野満恒二、村木康二
    • 学会等名
      日本物理学会第70回年次大会
    • 発表場所
      早稲田大(東京・新宿)
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Manifestation of Edge Channel Transport in InAs/GaSb Two-Dimentonal Topological Insulators2015

    • 著者名/発表者名
      鈴木恭一、原田裕一、小野満恒二、村木康二
    • 学会等名
      Int. Symp. on Quantum System and Nuclear Spin Related Phenomena
    • 発表場所
      宮城蔵王ロイヤルホテル(宮城・蔵王)
    • 年月日
      2015-02-18 – 2015-02-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Electric-Field-Induced Semimetal-Topological Insulator Transition in the InAs/GaSb System2014

    • 著者名/発表者名
      鈴木恭一、原田裕一、小野満恒二、村木康二
    • 学会等名
      Int. Conf. on Topological Quantum Phenomena
    • 発表場所
      京都大(京都・京都)
    • 年月日
      2014-12-17 – 2014-12-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] III-V 族半導体へテロ構造による2次元トポロジカル絶縁体の実現2014

    • 著者名/発表者名
      鈴木恭一
    • 学会等名
      日本表面科学会中部支部研究会
    • 発表場所
      山梨大(山梨・甲府)
    • 年月日
      2014-10-31
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Gate-Controlled Semimetal-Topological Insulator Transition in an InAs/GaSb Heterostructure2014

    • 著者名/発表者名
      鈴木恭一、原田裕一、小野満恒二、村木康二
    • 学会等名
      Int. Symp. on Solid State Devices & Materials
    • 発表場所
      筑波大(茨城・つくば)
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2020-05-15  

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