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2006 年度 実績報告書

半導体劈開表面に形成された新しい2次元電子系

研究課題

研究課題/領域番号 18043008
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)

キーワード低温物性 / 表面・界面物性 / 半導体物性 / 量子閉じ込め
研究概要

半導体劈開表面に形成された2次元電子系の面内伝導の測定については、InAs劈開表面に対してのみ我々のグループの成功例があったが、本年度、InSb劈開表面においても2次元電子系を誘起して整数量子ホール効果の測定に成功した。InAs劈開表面に対する以前の測定では10テスラ以上が必要だったのに対して、銀を蒸着したInSb劈開表面では、2テスラでホール抵抗の量子化と対角抵抗の消失が観測された。今後、走査プローブ顕微鏡を用いてエッジチャネル伝導の測定などに研究を拡張することを見据えると、低磁場おける量子ホール効果の発見は、実験技術上の制約を大きく引き下げることにつながる。
劈開表面に2次元電子を誘起するための表面ドナーの蒸着は、通常、試料が液体ヘリウム温度にあるときに行っている。したがって、蒸着後、試料の温度を上昇させることによって、表面ドナーの吸着状態が変化することが予想された。実際、銀を蒸着したInSb劈開表面において、比較的低温における熱処理によって、表面電子濃度や移動度が変化することが明らかになった。さらに温度を上げると2次元伝導は消失した。同様の現象は、セシウムを吸着した劈開表面においても観測された。
InAs劈開表面に鉄を蒸着して誘起した2次元電子系に対して、面内磁場に対する大きな正の磁気抵抗効果を測定した。シュブニコフドハース振動の角度依存性から、2次元電子系自身のスピン偏極は小さく、磁気抵抗効果の直接の原因でないことがわかった。吸着原子と2次元電子スピンとの相互作用の可能性が示唆される。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2007 2006

すべて 雑誌論文 (6件)

  • [雑誌論文] Dynamic nuclear polarization induced by hot electrons2007

    • 著者名/発表者名
      Y.Komori, T.Okamoto
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters 90

      ページ: 032102-1-3

  • [雑誌論文] Observation of the quantum Hall effect in cleaved InAs surfaces2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Tsuji, T.Mochizuki, T.Okamoto
    • 雑誌名

      Physica E 34

      ページ: 156-159

  • [雑誌論文] Magnetoresistance in the strongly insulating regime of GaAs two-dimensional hole systems2006

    • 著者名/発表者名
      K.Toyama, M.Ooya, T.Okamoto, Y.Hashimoto, S.Katsumoto, Y.Iye
    • 雑誌名

      Physica E 34

      ページ: 697-700

  • [雑誌論文] Electrically detected electron spin resonance in a high-mobility silicon quantum well2006

    • 著者名/発表者名
      J.Matsunami, M.Ooya, T.Okamoto
    • 雑誌名

      Physical Review Letters 97

      ページ: 066602-1-4

  • [雑誌論文] Magnetotransport properties of Ge channels with extremely high compressive strain2006

    • 著者名/発表者名
      K.Sawano, Y.Kunishi, Y.Shiraki, K.Toyama, T.Okamoto, N.Usami, K.Nakawaga
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters 89

      ページ: 162103-1-3

  • [雑誌論文] 半導体劈開表面の2次元電子系と量子ホール効果の観測2006

    • 著者名/発表者名
      岡本徹, 辻幸秀, 望月敏光
    • 雑誌名

      固体物理 41

      ページ: 339-344

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公開日: 2008-05-08   更新日: 2016-04-21  

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