| 研究概要 |
固体ネオン, 液体ヘリウムの表面に束縛された二次元電子系は, 高密度, 低温の条件下で結晶化することが知られている. 本研究では, 固体表面上の二次元電子系について, 電子結晶が形成される前後での電気伝導特性を詳しく調べた. 特に, 固体ネオン上の電子系では, 電子が結晶化した場合に, 電子結晶のピン止めがおこることがわかっており, この時電気伝導に非線形性があらわれる. この特性を調べた. まず, 電子相関の効果が, 電子結晶化の前後の電気伝導特性にどう影響するかを明らかにした. 電子相関は, 表面欠陥による電子の散乱を強める効果をもっている. その強さは, 電子が結晶化する前は, 古典電子系の電子相関の強さを示すパラメーターアミ /rT(eは電荷, nは電子密度, Tは温度)のほぼ一乗に比例していることが判明した. 一方電子が結晶化した場合には, 電子相関の効果は更に強い形であらわれる. この領域では, 電気伝導度は温度に対して活性化型の依存性を示す. この時活性化エネルギーは電子密度が高いほど大きい.
電子結晶の電気伝導には強い非線形性があらわれる. 温度を一定にして, 電子密度の関数としてこの非線形伝導をみると, まず, 非線形伝導は電子結晶ができた場合にみられること, 次に, 非線形伝導があらわれる臨界電場は電子密度が高いほど高いことがわかった. 臨界電場は電子密度のほぼ一乗に比例している. さらに, 非線形伝導領域では電流電圧特性に特徴的な構造や履歴現象がみられ, 非線形伝導が電子結晶のピン止めのはずれと関係があることを示している.
なお, 非線形伝導現象は, 固体ネオンの表面上に吸着された液体ヘリウムの膜があると様子が変ることが判明した. ヘリウムの膜がない場合に比較してヘリウム膜上の電子系では非線形性のあらわれる臨界電場が高くなり, 変化が急激になる.
|
