超周期構造中2次元電子系の量子輸送

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13304025
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 家 泰弘 東京大学, 物性研究所, 教授 (30125984)
• 研究分担者: 福山 秀敏 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (10004441) ; 遠藤 彰 東京大学, 物性研究所, 助手 (20260515)
• キーワード: 2次元電子系 / GaAs / 平面超格子 / 磁気抵抗 / 磁性体 / 半導体複合構造

研究概要

半導体2次元電子系アンチドット三角格子における量子振動伝導を系統的に調べた.ゼロ磁場近傍のAAS振動とAB型振動,および量子ホール遷移効果のAB型振動の3種の量子干渉効果についてその温度依存性を詳細に測定し,有限温度におけるデコヒーレンス機構の違いを明らかにした.また強磁場AB振動周期のゲート電圧依存性からアンチドットの周囲に形成されるエッジチャンネルの特性を議論した.
半導体2次元電子系量子細線表面上に強磁性細線を配した複合系において磁場勾配下の電子輸送を調べ,特異な非対称伝導効果,空間変化磁場による普遍的伝導度ゆらぎ,量子ホール領域の電子輸送に対する磁気バリアの効果などを明らかにした.
超伝導ネットワークに微小磁性体アレイを付加した系で実現される空間変調磁場下でのリトリ・パークス振動を観測した.これに相当する2次元タイトバインディング模型のエネルギー準位(ホフスタッター・バタフライ・スペクトル)を計算し,そのエッジがネットワークの超伝導転移温度の変化に対応することを示した.
短周期1次元平面超格子を作製しその磁気抵抗を精密に測定したところ,これまでよりも低磁場領域において新しい抵抗振動現象を見出した.この現象は比較的高温まで観測されることから半古典論的起源をもつものと推論される.

研究成果

• [文献書誌] A.Endo, Y.Iye: "Anisotropic Transport of Unidirectional Lateral Superlattice in High Landau Levels"Physica E. 18. 111-113 (2003)
• [文献書誌] K.Kobayashi et al.: "Mesoscopic Fano Effect in a Quantum Dot Embedded in an Aharonov-Bohm Ring"Phys Rev.B. 68. 235-304 (2003)
• [文献書誌] M.Hara et al.: "Transport in Two-Dimensional Electron Gas Narrow Channel with a Magnetic Field Gradient"Phys.Rev.B. (印刷中)(to be published).
• [文献書誌] H.Aikawa et al.: "Observation of Partial Coherence in an Aharonov-Bohm Interferometer with a Quantum Dot"Phys.Rev.Lett. (印刷中)(to be published).
• [文献書誌] M.Ueki et al.: "Quantum Oscillation and Decoherence in Triangular Antidot Lattice"Physica E. (印刷中)(to be published).
• [文献書誌] K.Kodera et al.: "Magnetoresistance Anomalies at Level Crossing in Double Layer Quantum Hall Systems"Physica E. (印刷中)(to be published).