| 研究課題/領域番号 |
21000004
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| 研究種目 |
特別推進研究
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
藤澤 利正 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (20212186)
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| 研究分担者 |
村木 康二 日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, 主幹研究員 (90393769)
熊田 倫雄 日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, 研究主任 (30393771)
村上 修一 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (30282685)
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| キーワード | 半導体量子構造 / 量子ホール効果 / 単一電子波束 / エッジチャネル / エッジマグネトプラズモン / スピン依存伝導 / ナノエレクトロニクス / 量子スピンホール効果 |
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| 研究概要 |
本研究は、半導体量子ドット・量子ホール効果・スピントロニクスの研究と量子光学の知識を融合し、「半導体量子構造による電子波束のダイナミクス」の研究を推進するものである。半導体量子構造における単一電子波束の干渉性やスピン依存現象を探求し、多体電子状態の物性測定に応用するとともに、電子波束を用いた新たな応用技術への可能性を追求する。今年度は、GaAs系量子ホール領域でのエッジマグネトプラズモン(EMP)伝導に加え、グラフェンのEMP伝導に着手し、表面弾性波共振器構造によるフォノン散乱制御の研究を進めるとともに、トポロジカル絶縁体を中心とした端・表面状態に関するスピン流の理論研究を進めた。
GaAs系EMP伝導に関して、[1]素子の電気化学容量に注目し、強磁場中の遅いEMP伝搬を反映した分布定数解析の重要性を示し、[2]表面金属による遮蔽効果によってEMPの速度・減衰が大きく変化する機構を明らかにした。また、[3]EMP共振器構造を試作し、明瞭な結合共振器特性の実証に成功した。さらに、[4]非アーベリアン準粒子の干渉実験に向け、v=5/2分数量子ホール状態を示すGaAs/AlGaAsヘテロ構造素子を作製し、ホールバー型試料で良好な特性を得た。[5]SiC上に成長されたグラフェンによる大面積素子でのEMPの観測に成功し、グラフェン端状態の解析への発展性が見込まれる。また、[6]周期的金属構造により表面弾性波フォノンに対するブラッグ反射・共振器特性を明らかにし、電子格子相互作用との関連が期待される。[7]トポロジカル絶縁体のエソジ・表面状態について(i)バルクへの侵入長の振る舞い、(ii)電場によるスピン分極誘起、(iii)熱電輸送現象、(iv)マヨラナフェルミオンによるスピンの応答について理論的計算を行った。また、[8]強磁性絶縁体中のマグノンのエッジスピン流の計算を行った。
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