半導体界面2次元系における新しい金属相と磁場効果

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11740212
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 岡本 徹 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助教授 (60245371)
• キーワード: 半導体界面2次元系 / 磁気抵抗効果 / シュブニコフ-ド・ハース振動 / 金属・絶縁体転移

研究概要

平成12年5月の研究代表者の異動(学習院大学より東京大学)に伴い、平成11年度に購入した設備備品等の移管、設置等を行った.また、前年度までに得られた実験データ、研究成果に基づいて以下の研究活動を行った.
1.平成11年度に得られた研究成果を、平成12年9月に理化学研究所で行われた日本-イスラエル国際シンポジウム、同年同月に大阪国際会議場で行われた第25回半導体物理国際会議で報告した.
2.平成11年度までの研究において、MOS構造試料およびヘテロ構造試料に形成されたシリコン2次元電子系において、2次元面に対して平行にかけた外部磁場に対する大きな正の磁気抵抗効果が観測されている.この平行磁場による抵抗増大は、スピン偏極によるものであることが明らかにされているが、磁気抵抗効果のメカニズムは明らかにされていない.伝導を担う電子が、数の多いスピンアップ電子なのか、それとも数の少ないスピンダウン電子なのかを明らかにするために、スピン偏極率を制御した状態でシュブニコフ-ド・ハース振動の測定を行った.その結果、スピンアップ電子が伝導を担っていることが明らかになり、平行磁場中での正の磁気抵抗効果が、キャリアの減少によるものではなく、移動度の減少によるものであることが示された.この結果の一部はすでにPhysica Eに報告されているが、平成12年度に行った詳細な実験データおよび理論考察に関しては、現在、投稿準備中である.

研究成果

• [文献書誌] H.Iizuka,S.Kawaji,T.Okamoto: "Collapse of quantized Hall resistance and breakdown of dissipationless state in the integer quantum Hall effect : filling factor dependence"Physica E. 6. 132-135 (2000)
• [文献書誌] T.Okamoto,K.Hosoya,S.Kawaji,A.yagi,A.Yutani,Y.Shiraki: "Metal-Insulator transition and Spin Degree of Freedom in Silicon 2D Electron Systems"Physica E. 6. 260-263 (2000)
• [文献書誌] S.Kawaji,H.Tanaka,H.Kawashima,T.Okamoto: "Collapse of the quantized Hall resistance : Temperature dependence"Proceedings of 25th International Conference on the Physics of Semiconductors. (2001年発表予定).
• [文献書誌] T.Okamoto and S.Kawaji: "Metal-Insulator transition and magnetoresistance in strongly correlated 2D electron systems"Proceedings of 25th International Conference on the Physics of Semiconductors. (2001年発表予定).