2層系量子ホール効果におけるジョセフソン・プラズマ共鳴の探索

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21340082
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物性Ⅰ
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 澤田 安樹 京都大学, 低温物質科学研究センター, 教授 (90115577)
• 研究分担者: 新井 敏一 京都大学, 低温物質科学研究センター, 助教 (80333318) ; 福田 昭 兵庫医科大学, 医学部, 准教授 (70360633) ; 江澤 潤一 独立行政法人理化学研究所, 岩崎先端中間子研究室, 客員研究員 (90133925)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 量子ホール効果 / 2次元電子系 / 2層系 / マイクロ波 / ソリトン格子 / 磁気抵抗 / ホール抵抗 / マクロコヒーレンス

研究概要

ジョセフソン・プラズマ共鳴を観測するために、2層系独立コンタクト試料を準備し、ゲート電極からマイクロ波を加え、トンネリング電流の変化を調べる実験を行っている。しかし未だにプラズマ共鳴信号を検出できていない。測定装置の改良を行って今後も実験を継続する。本課題の周辺における量子ホール効果の研究も進め、ソリトン格子相、分数量子ホール状態の励起状態、核スピン偏極状態の異方性、核スピン偏極の拡散などの研究で成果を挙げた。

研究成果

• [雑誌論文] Excitation properties of v=2/3 bilayerquantum Hall phases investigated bymagnetotransport methods (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. D. Zheng, A. Sawada, Z. F. Ezawa, T. Morikawa, A. Fukuda, D. Terasawa, S. Tsuda, M. H. Nguyen
  • 雑誌名: Physical Review B. 巻: 83 ページ: 235330/1-6
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevB.83.235330
• [雑誌論文] Comparison of the MagnetoresistanceHysteresis between Bilayer・=4/3 and Monolayer・=2/3 Quantum Hall States (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Tsuda, A. Fukuda, D. Terasawa, N. Minh-Hai, Y. Ogasawara, Y. D. Zheng, A. Sawada, J. Phys
  • 雑誌名: Conference Series 巻: 334 ページ: 012027/1-4
  • DOI: DOI:10.1088/1742-6596/334/1/012027
• [雑誌論文] Anisotropy of MagnetoresistanceHysteresis around theν=2/3 Quantum Hall State in Tilted Magnetic Field (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Iwata, M. Morino, A. Fukuda, N. Kumada, Z. F. Ezawa, Y. Hirayama, and A. Sawada, J. Phys
  • 雑誌名: Soc. Japan of 巻: 79 ページ: 123701/1-4
  • DOI: DOI:10.1143/JPSJ.79.123701
• [雑誌論文] Activation study of collective excitations of the soliton-lattice phasein theν=1 double-layer quantum Hallstate (2010)
  • 著者名/発表者名: D. Terasawa1, S. Kozumi, A. Fukuda, M. Morino, K. Iwata, N. Kumada, Y. Hirayama, Z. F. Ezawa, and A. Sawada
  • 雑誌名: Phys. Rev 巻: B81 ページ: 073303/1-4
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevB.81.073303
• [雑誌論文] Magneto transport Study in the LayerImbalancedν=1 Bilayer Quantum Hall State (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Ogasawara, A. Fukuda, K. Iwata, T. Sekikawa, T. Arai, Y. Hirayama, Z. F. Ezawa and A. Sawada, J. Phys
  • 雑誌名: Conference Series 巻: 150 ページ: 022068/1-4
  • DOI: DOI:10.1088/1742-6596/150/2/022068
• [雑誌論文] Activation Study of the PseudospinSoliton in theν=1 Bilayer Quantum Hall Effect (2009)
  • 著者名/発表者名: A. Fukuda, D. Terasawa, M. Morino, K. Iwata, S. Kozumi, T. Sekikawa, Y. Ogasawara, T. Arai, N. Kumada, Y. Hirayama, Z. F. Ezawa and A. Sawada
  • 雑誌名: Conference Series 巻: 150 ページ: 022012
  • DOI: DOI:10.1088/1742-6596/150/2/022012
• [学会発表] 二層系ν=1量子ホール状態における核スピン緩和時間の電子密度差依存性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 津田是文
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 関西学院大学
  • 年月日: 2012-03-27
• [学会発表] 2層系ν=1量子ホール状態における発現温度の異常 (2011)
  • 著者名/発表者名: 寺澤大樹
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 日本物理学会
  • 年月日: 2011-09-24
• [学会発表] 2層ν=2/3量子ホール状態における核スピン偏極の拡散 (2011)
  • 著者名/発表者名: Nguyen Minh-Hai
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2011-09-24
• [学会発表] Anisotropic nuclear spin relaxation and dynamic polarization rates in theν=2/3 quantum Hall states (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Iwata
  • 学会等名: 26th International Conference on Low Temperature Physics
  • 発表場所: Beijing
  • 年月日: 2011-08-16
• [学会発表] Activated tranport in the・=1 bilayerquantum Hall states with small tunneling energyΧSAS=1 (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Fukuda
  • 学会等名: 26th International Conference on Low Temperature Physics
  • 発表場所: Beijing
  • 年月日: 2011-08-16
• [学会発表] Anomalous behavior of the onset of the activated temperature in the bilayer・=1 quantum Hall states with small tunneling energy (2011)
  • 著者名/発表者名: D. Terasawa
  • 学会等名: The 19th international conference on Electronic Properties of Two-Dimensional Systems
  • 発表場所: Tallahassee
  • 年月日: 2011-07-25
• [学会発表] Investigation of Excitation Properties in theν=2/3 Bilayer Quantum Hall Systems (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. D. Zheng
  • 学会等名: The 19th international conference on Electronic Properties of Two-Dimensional Systems
  • 発表場所: Tallahassee
  • 年月日: 2011-07-25
• [学会発表] Interlayer diffusion of nuclear spin polarization in theν=2/3 quantum Hall States (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Tsuda
  • 学会等名: The 19th international conference on Electronic Properties of Two-Dimensional Systems
  • 発表場所: Tallahassee
  • 年月日: 2011-07-25
• [学会発表] 二層系ν=4/3量子ホール状態における核スピン緩和 (2011)
  • 著者名/発表者名: 津田是文
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 新潟大学
  • 年月日: 2011-03-25
• [学会発表] 2層系量子ホール状態における核スピン制御の可能性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 寺澤大樹
  • 学会等名: PASPS15
  • 発表場所: 筑波大学
  • 年月日: 2010-12-21
• [学会発表] 二層系ν=4/3量子ホール状態におけるヒステリシスの観測 (2010)
  • 著者名/発表者名: 津田是文
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 大阪府立大学
  • 年月日: 2010-09-24
• [学会発表] 2層ν=2/3量子ホール系の基底状態と励起エネルギーの観察 (2010)
  • 著者名/発表者名: 鄭仰東
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 大阪府立大学
  • 年月日: 2010-09-24
• [学会発表] Excited States of Spins and Pseudospins in theν=2/3 Bilayer Quantum Hall Systems (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. D. Zheng
  • 学会等名: 30th International Conference on the Physics of Semiconductors
  • 発表場所: Seoul
  • 年月日: 2010-07-29
• [学会発表] Effects of the In-plane Magnetic Fieldson Excitations of the n=1/3 Bilayer Quantum Hall States in the Vicinity of Single Layer Limit (2010)
  • 著者名/発表者名: A. Fukuda
  • 学会等名: 30thInternational Conference on the Physics of Semiconductors
  • 発表場所: Seoul
  • 年月日: 2010-07-29
• [学会発表] Activation Energy Gap of the Layer-Imbalanced Bilayerν=1/3Quantum Hall States (2009)
  • 著者名/発表者名: A. Fukuda
  • 学会等名: The18th International Conference on Electronic Properties of Two-Dimensional Systems
  • 発表場所: Kobe
  • 年月日: 2009-07-22
• [備考]
  • URL: http://www.ltm.kyoto-u.ac.jp/teijigen/