| 研究課題/領域番号 |
19K14630
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
秦 徳郎 東京工業大学, 理学院, 助教 (30825005)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | 量子アンチドット / 整数量子ホール効果 / 分数量子ホール効果 |
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| 研究実績の概要 |
前年度に実験及び解析を行った整数量子ホール領域における二重量子アンチドット研究に関して、解析を進めて最終的に論文を執筆し投稿した。本研究は、量子アンチドット間の有効トンネル結合を広範囲に制御することに成功した最初の実験である。
並行して、分数量子ホール領域における量子アンチドットの実験を行うための試料を作製した。本実験の目的は、占有率2/3の分数量子ホール領域において、単一の量子アンチドットを形成し、ゼロ次元的に閉じ込められた単一の分数電荷を制御することである。アンチドット構造を形成するためにエアブリッジ構造のゲート電極を使用するが、以前はブリッジ作製後の工程で使用するレジストの影響で、ブリッジがたわむ問題が生じていた。そこで、使用するレジストの種類を変えることで、この問題の解決を試みた。その結果、非常に歩留まりよくエアブリッジゲートを作製することに成功した。この知見をもとに、分数量子ホール効果が発現するような高い移動度を持つ二次元電子系基板に、エアブリッジゲートおよびサイドゲートを作製した。アンチドット構造は直径300nmである。自身にとって分数量子ホール領域での量子アンチドットの実験は初めてであるため、エアブリッジゲートとサイドゲートの距離やブリッジ長が異なる様々なデザインの試料を基板上に作製した。
予備実験として1.5 Kにおいてブリッジゲートおよびサイドゲートが所望のとおりに動作していることを確認した。また作製した様々なデザインの特性を調べることで、占有率2/3の分数量子ホール領域で量子アンチドットを形成するのに適当なデザインを選んだ。現在は、選んだ試料を希釈冷凍機温度にて測定中である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
計画していた、前年度までの整数量子ホール系における二重量子アンチドットの実験結果を論文にまとめて投稿をした。
また、分数量子ホール効果が発現するような高い移動度を持つ二次元電子系基板に、量子アンチドットの形成とその特性評価に必要なエアブリッジゲートおよびサイドゲートを作製した。しかし、ブリッジ作製後の工程で使用するレジストの影響で、ブリッジがたわむ問題が生じた。そこで、使用するレジストの種類を変えることでこの問題を解決したが、解決に時間を要したため、進捗はやや遅れていると評価した。
予備実験として1.5 Kにおいてブリッジゲートおよびサイドゲートが所望のとおりに動作していることを確認し、現在、希釈冷凍機温度にて測定中である。
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| 今後の研究の推進方策 |
現在、測定中である分数量子ホール系における単一の量子アンチドットの実験を行い、単一の分数電荷の制御を実証する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
研究期間中にコロナ禍や装置の故障等により実験を中断する期間があった。そこで、研究計画を変更するため、補助事業期間の延長した。またそれに伴い、次年度使用額が生じた。
次年度では、測定のために必要なロックインアンプや電圧計を購入する予定である。またこれまでの成果を発表するための旅費としても使用する。
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