多様な形状の2次元電子系におけるエッジ状態の磁気静電容量と量子伝導による研究

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07227216
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 邑瀬 和生 大阪大学, 理学部, 教授 (50028164)
• 研究分担者: 音 賢一 大阪大学, 理学部, 助手 (30263198) ; 鷹岡 貞夫 大阪大学, 理学部, 助教授 (50135654)
• キーワード: 2次元電子系 / 量子ホール効果 / エッジ状態 / 電気容量 / アンチドット / 磁気電子フォーカス効果 / 非局所伝導

研究概要

GaAs/AlGaAs2次元電子系を様々な形状に加工した試料における量子伝導を電気容量の磁場変化の精密測定と電気伝導度の測定を手段として研究した。
(1)量子ホール状態での電気容量の測定により、通常のメサエッチングで作製したホールバ-でのエッジチャネルの拡がりがμmのオーダーであることを見いだした。また、量子ホール・プラトーでの局在状態の電気伝導度を電気容量の測定から10^<-12>S程度まで求め、その温度依存性を調べた。
(2)様々な形状のGaAs/AlGaAs試料で非局所抵抗を測定し、エッジチャネルとバルク状態とのエネルギー緩和を調べた。
(3)アンチドット構造に配列の乱れや非対称性を導入し、磁気抵抗に現れる振動について詳しく調べた。電流と直交した方向の伝導度が振動の磁場周期を決めていることが分かった。
(4)様々な試料構造で磁気電子フォーカス効果を調べ、バリスティック伝導における端子からの電子の出射分布や電子の反射について調べた。
(5)多結晶Si-MOS FETの低温での電気伝導を詳しく調べ、弱局在からホッピング伝導を示す強局在にわたる領域を研究した。

研究成果

• [文献書誌] K. Oto: "Evaluation of Edge Channel Width by Frequency Dependence of Capacitance Minima in Quantum Hall Regine," Jpn. J. Appl. Phys.34. 4332-4334 (1995)
• [文献書誌] K. Tsukagoshi: "Current Direction Dependent Commensurate Oscillations in GaAs/AlGaAs Antidot Superlattice." Jpn. J. Appl. Phys.34. 4335-4337 (1995)
• [文献書誌] K. Tsukagoshi: "Magneto-Transport through Disordered and Anisotropic Antidot Arrays in GaAs/AlGaAs Heterostructure" Phys. Rev.B52. 8344-8347 (1995)
• [文献書誌] K. Tsukagoshi: "On the Mechanism of Commensurability Oscillations in Anisotropic Antidot Lattice" J. Phys. Soc. Jpn.(印刷中).
• [文献書誌] S. G. Inoue: "Magnetic Electron Focusing Effect in GaAs/AlGaAs Heterostructure with a Gate-Controlled Byway Channel," Jpn. J. Appl. Phys.34. 4329-4331 (1995)
• [文献書誌] T. Serikawa: "Grain Boundary Structure and Bandtail Transport in Higt-Mobility Poly Si TFTs" Proc. The 1995 Int. Conf. Solid State Devices and Materials, Osaka, Japan,. 662-664 (1995)