量子ホール効果で調べる2次元電子系の電子相ドメイン構造とポテンシャルゆらぎ

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19540330
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物性Ⅰ
• 研究機関: 千葉大学
• 研究代表者: 音 賢一 千葉大学, 大学院・理学研究科, 准教授 (30263198)
• 研究協力者: 室 清文 千葉大学, 大学院・理学研究科, 教授 (90112028)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2008
• キーワード: 量子ホール効果 / ポテンシャル揺らぎ / 2次元電子系 / 電子スピン分極 / 電流分布 / Kerr効果 / イメージング

研究概要

GaAs/AlGaAs量子井戸2次元電子系を対象に低温・強磁場の下で微弱励起光による磁気光カー回転を用いて2次元電子系1層の電子スピン偏極度のイメージングを行った。試料の0.1%以下の僅かな電子濃度の空間ゆらぎにより、スピン偏極度が分布を持つことが明瞭に可視化された。また、電流によるホール効果で生じた極めて僅かな電子分布の変化がスピン偏極度に反映し量子ホール電流のイメージングが可能であることを実証した。

研究成果

• [雑誌論文] Transport properties and observation of quantum Hall effects of InAs_<0.1>Sb_<0.9> thin layers sandwiched between Al_<0.1>In_<0.1>Sb layers (2009)
  • 著者名/発表者名: I. Shibasaki, H. Geka, S. Ishida, K. Oto, T. Ishihara, and T. Yoshida
  • 雑誌名: Microelectronics Journal 40 ページ: 592-594
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spin dynamics of two-dimensional electrons in a quantum Hall system probed by time-resolved Kerr rotation spectro-scopy (2008)
  • 著者名/発表者名: D. Fukuoka, T. Yamazaki, N. Tanaka, K. Oto, K. Muro, Y. Hirayama, N. Kumada, and H. Yamaguchi
  • 雑誌名: Phys. Rev B78, 041304(R) ページ: 1-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Potential imaging in quantum Hall device by optical fiber based Pockels measurement (2007)
  • 著者名/発表者名: M.Dohi, R.Yonamine, K. Oto, and K.Muro
  • 雑誌名: Int. J. of Modern Phys. B21 ページ: 1414-1418
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electron spin imaging in quantum Hall devices by Kerr rotation measurement
  • 著者名/発表者名: K. Oto, R. Inaba, T. Yamada, T. Yamazaki, K. Muro, Y. Hirayama, N. Kumada, and H. Yamaguchi
  • 雑誌名: Int. J. of Modern Phys. B (in press)
  • 査読あり
• [学会発表] 電子スピン分極イメージングによる量子ホールデバイス中の電流分布測定 (2009)
  • 著者名/発表者名: 山田哲也
  • 学会等名: 日本物理学会第64回年次大会
  • 発表場所: 立教大学池袋キャンパス(東京都)
  • 年月日: 2009-03-28
• [学会発表] 量子ホール2次元電子系のスピンイメージング (2008)
  • 著者名/発表者名: 音賢一
  • 学会等名: 6特定領域合同研究会「スピンが開く物性科学の最前線」
  • 発表場所: 東京大学武田ホール(東京都)
  • 年月日: 2008-11-29
• [学会発表] Electron spin imaging in current flowing quantum Hall devices (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Oto
  • 学会等名: 13th Advanced Heterostructures and Nano- structures Workshop
  • 発表場所: Big Island of Hawaii, USA.
  • 年月日: 2008-10-10
• [学会発表] Electron spin imaging in quantum Hall devices by Kerr rotation measurement (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Oto
  • 学会等名: 18th Int. Conf. on High Magnetic Fields in Semicond. Phys
  • 発表場所: Sao Paulo, Brazil
  • 年月日: 2008-08-06
• [学会発表] Optical Imaging of Quantum Hall Current in GaAs/AlGaAs Two Dimensional Electron System (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Oto
  • 学会等名: 29th Int. Conf. Phys. of Semiconductors(ICPS 2008)
  • 発表場所: Rio de Janeiro, Brazil
  • 年月日: 2008-07-29
• [学会発表] 電気光学イメージングでみた量子ホールブレークダウン (2008)
  • 著者名/発表者名: 金子志行
  • 学会等名: 日本物理学会第63回年次大会
  • 発表場所: 近畿大学本部キャンパス
  • 年月日: 2008-03-23
• [学会発表] Imaging of Quantum Hall Current in High Magnetic field (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Oto
  • 学会等名: 4th International Symposium on High Magnetic Field Spin Science in 100T
  • 発表場所: Tohoku University, Sendai, Japan
  • 年月日: 2007-11-27
• [学会発表] Imaging of Quantum Hall Current in GaAs/AlGaAs Two-dimensional Electron System (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Oto
  • 学会等名: 5th International Workshop "Quantum Transport in Nanoscale Devices"
  • 発表場所: Chiba University, Chiba, Japan
  • 年月日: 2007-10-20