| 研究概要 |
超伝導体や超流動体が示すジョセフソン効果とよく似た現象を示す2層2次元電子系の量子ホール状態を研究対象とし, ACジョセフソン効果に相当する現象をマイクロ波の照射実験で捉えることが研究目的である. 2次元電子系では, 電子と磁束量子を合わせて複合ボソンといった新しい物理概念の複合粒子を考えることができ, この現象は複合ボソンによる凝縮状態として理論的提案がなされている. 面内磁場を加えることにより, 整合相と呼ばれる状態と非整合相と呼ばれる状態の間に磁気抵抗の極大が有ることを見つけた. これは超伝導体のジョセフソン接合で見られる磁束量子が接合部の空間に入りこんだソリトン波状態に対応する. 研究の準備を進めてきたマイクロ波実験装置の建設を終了したので, ジョセフソン・プラズモンの観測の他, マクロな波動関数のソリトン波状態をマイクロ波実験で測定することによりマクロコヒーレンスの存在を調べることができるようになった. またこれまで行ってきた実験では, 温度を巨視的コヒーレンスが十分発達する温度まで冷却できない, 測定感度を上げられないなどの問題が明らかになり, 改良を進めてきた. スプリット横型超伝導マグネットとマイクロ波測定装置から成る量子ホール効果測定システムを、希釈冷凍機と組み合わせる作業が終了した。これまで, AIAsの厚い層を障壁としたトンネル効果の少ない試料を製作した. 試料のデバイス化は, 両面マスクアライナーを用いて位置合わせを行い, 2層に独立電極を設ける。これにより量子ホール状態における層間の電流・電圧特性のマイクロ波依存性が測定できるようになり, ACジョセフソン効果に相当する最も簡単な検証が可能となる。
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