グラフェンの磁場中伝導現象における幾何学的効果

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21340094
• 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Ⅱ
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 長田 俊人 東京大学, 物性研究所, 准教授 (00192526)
• 研究分担者: 鴻池 貴子 東京大学, 物性研究所, 助教 (70447316) ; 内田 和人 東京大学, 物性研究所, 技術専門職員 (20422438)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 分子性固体・有機導体 / メゾスコピック系・局在 / グラフェン / 量子ホール効果

研究概要

本研究はグラフェンの磁場中電気伝導における新しい幾何学的効果の探索を企図したものであり、特に異なる量子ホール相の接合界面に生ずるエッジ状態とその伝導特性に関する研究が中心となった。2層グラフェンのpnp接合、単層-2層グラフェンヘテロ接合について量子ホールエッジ伝導を調べた結果、前者では並行エッジ状態のmixingが、後者では逆行エッジ状態の完全な相殺が起こることが明らかになった。

研究成果

• [雑誌論文] Magnetotransport in organic Dirac fermion system at the quantum limit: Interlayer Hall effect and surface transport via helical edge states (2012)
  • 著者名/発表者名: Toshihito Osada
  • 雑誌名: Phys. Status Solidi B249 巻: No.5 ページ: 962-966
  • DOI: DOI:10.1002pssb.201100587.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Anomalous Interlayer Hall Effect in Multilayer Massless Dirac Fermion System at the Quantum Limit (2011)
  • 著者名/発表者名: Toshihito Osada
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 80, No.3 ページ: 033708-1-4
  • DOI: DOI:10.1143/JPSJ.80.033708.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetotransport of Massless Dirac Fermions in Multilayer Organic Conductors (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Osada, K. Uchida, and T. Konoike
  • 雑誌名: J. Phys.: Conf. Ser 巻: 334 ページ: 012049-1-5
  • DOI: DOI:10.1088/1742-6596/334/1/012049.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantum Hall Transport across Monolayer-Bilayer Boundary in Graphene (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Tsukuda, H. Okunaga, D. Nakahara, K. Uchida, T. Konoike, and T. Osada
  • 雑誌名: J. Phys.: Conf. Ser 巻: 334 ページ: 012038-1-5
  • DOI: DOI:10.1088/1742-6596/334/1/012038.
  • 査読あり
• [雑誌論文] First observation of angle-dependent Stark cyclotron resonance in bulk crystals: High-electric-field interlayer magnetotransport in a layered organic conductor (2010)
  • 著者名/発表者名: A. Kumagai, T. Konoike, K. Uchida, and T. Osada
  • 雑誌名: Physica B 巻: 405 ページ: S202-S204
  • DOI: DOI:10.1016/j.physb.2009.11.095.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Angle-dependent magnetoresistance oscillations and magnetic breakdown inα-(BEDT-TTF)2KHg(SCN)4 (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Uchida, T.Konoike, and T. Osada
  • 雑誌名: Physica B 巻: 405 ページ: S221-S223
  • DOI: DOI:10.1016/j.physb.2010.02.031.
  • 査読あり
• [雑誌論文] グラファイトの磁気輸送とディラック電子 (2010)
  • 著者名/発表者名: 長田俊人・今村大樹・内田和人・鴻池貴子
  • 雑誌名: 固体物理 巻: 45, No.11 ページ: 599-610
• [学会発表] Surface Magnetotransport due to Helical Edge State in the Organic Dirac Fermion system at the Quantum Limit (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Osada, M. Sato, K. Uchida, and T. Konoike
  • 学会等名: International Symposium on Materials Science Opened by Molecular Degrees of Freedom (MDF2012)
  • 発表場所: 宮崎
  • 年月日: 20121201-04
• [学会発表] Surface transport due to helical edge state in the organic Dirac fermion system under high magnetic fields (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Osada, M. Sato, K. Uchida, and T. Konoike
  • 学会等名: The 20th International Conference on High Magnetic Fields in Semiconductor Physics (HMF-20)
  • 発表場所: Chamonix (France).
  • 年月日: 20120722-27
• [学会発表] 「グラフェン単層 2 層接合における量子ホール伝導と界面状態」(25aSB-5) (2012)
  • 著者名/発表者名: 上原史也, 内田和人,鴻池貴子,長田俊人
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学(兵庫)
  • 年月日: 20120317-24
• [学会発表] 「強磁場下多層ディラック電子系におけるヘリカル表面状態の層間伝導特性」(25aBK-8) (2012)
  • 著者名/発表者名: 長田俊人
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学(兵庫)
  • 年月日: 20120317-24
• [学会発表] Magnetotransport in Organic Dirac Fermion System at the Quantum Limit: Interlayer Hall Effect and Surface Transport via Helical Edge State (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Osada
  • 学会等名: The 9th International Symposium on Crystalline Organic Metals, Superconductors and Ferromagnets (ISCOM2011)
  • 発表場所: Gniezno (Poland).
  • 年月日: 20110925-30
• [学会発表] 「グラフェン単層 2 層接合における量子ホール界面状態」(21pTE-5) (2011)
  • 著者名/発表者名: 上原史也,佃明, 内田和人,鴻池貴子,長田俊人
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学(富山)
  • 年月日: 20110921-24
• [学会発表] 「スプリットゲートを持つ二層グラフェン の量子伝導」(21pTE-14) (2011)
  • 著者名/発表者名: 内田和人,鴻池貴子,長田俊人
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学(富山)
  • 年月日: 20110921-24
• [学会発表] 「低温強磁場における有機多層ディラック 電子系のヘリカル表面状態 II」(21pTR-8) (2011)
  • 著者名/発表者名: 長田俊人,佐藤光幸,鴻池貴子
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学(富山)
  • 年月日: 20110921-24
• [学会発表] 「グラフェン接合系における量子ホール端 伝導」(23pTE-7:シンポジウム講演) (2011)
  • 著者名/発表者名: 長田俊人
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学(富山)
  • 年月日: 20110921-24
• [学会発表] Quantum Hall Transport in Monolayer-Bilayer Graphene Heterojunction (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Osada, A. Tsukuda, H. Okunaga, and K. Uchida
  • 学会等名: The 19th International Conference on Electronic Properties of Two-Dimensional Systems (EP2DS19)
  • 発表場所: Tallahassee (USA).
  • 年月日: 20110725-29
• [学会発表] Interlayer Magnetotransport of Massless Dirac Fermions in Zerogap Organic Conductors (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Osada
  • 学会等名: The 19th International Conference on Electronic Properties of Two-Dimensional Systems (EP2DS19)
  • 発表場所: Tallahassee (USA).
  • 年月日: 20110725-29
• [学会発表] 「単層/2層グラフェン接合系の磁場中電気 伝導II」(24pRA-2) (2010)
  • 著者名/発表者名: 佃明,奥永洋夢,長田俊人,内田和人,鴻池貴子
  • 学会等名: 日本物理学会2010年秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大学(大阪).
  • 年月日: 20100923-26
• [学会発表] 「2層グラフェン n-p-n 接合系における量 子ホール伝導」(24pRA-3) (2010)
  • 著者名/発表者名: 奥永洋夢,長田俊人,佃明,内田和人,鴻池貴子
  • 学会等名: 日本物理学会2010年秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大学(大阪).
  • 年月日: 20100923-26
• [学会発表] 「多層グラフェン FET における層間スクリーニング長の磁場依存性」(23pRA-6) (2010)
  • 著者名/発表者名: 内田和人,長田俊人,鴻池貴子
  • 学会等名: 日本物理学会2010年秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大学(大阪)
  • 年月日: 20100923-26
• [学会発表] Magnetotransport in organic Dirac fermion systems (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Osada, K. Uchida, and T. Konoike
  • 学会等名: ISSP-MDF Joint International Workshop on Spin-Related Phenomena in Organic Materials
  • 発表場所: 柏(千葉)
  • 年月日: 20100701-03
• [学会発表] 「単層/2層グラフェン接合系の磁場中電気 伝導」(23aGS-6) (2010)
  • 著者名/発表者名: 佃明,長田俊人,中原大介, 内田和人,鴻池貴子
  • 学会等名: 日本物理学会第65回年次大会
  • 発表場所: 岡山大学(岡山)
  • 年月日: 20100320-23
• [学会発表] 「トップゲートを用いたグラフェン FET 素 子の磁気輸送特性」(23aGS-5) (2010)
  • 著者名/発表者名: 中原大介,長田俊人,内田和人,鴻池貴子
  • 学会等名: 日本物理学会第65回年次大会
  • 発表場所: 岡山大学(岡山)
  • 年月日: 20100320-23
• [学会発表] 「多層グラフェン FET における層間スクリーニング長の磁場依存性」(20aGS-11) (2010)
  • 著者名/発表者名: 内田和人,長田俊人,今村大樹,鴻池貴子
  • 学会等名: 日本物理学会第65回年次大会
  • 発表場所: 岡山大学(岡山)
  • 年月日: 20100320-23
• [学会発表] 多層 Dirac 粒子系の強磁場 Hall 効果」 (21aGT-11) (2010)
  • 著者名/発表者名: 長田俊人
  • 学会等名: 日本物理学会第65回年次大会
  • 発表場所: 岡山大学(岡山)
  • 年月日: 20100320-23
• [学会発表] Dirac Fermion and Magnetotransport in Multilayer Graphite (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Osada, D. Nakahara, S. Sugawara, H. Imamura, K. Uchida, and T. Konoike
  • 学会等名: International Symposium on Multifunctional Organic Materials and Devices (MOMD)
  • 発表場所: 長津田(千葉)
  • 年月日: 20091211-12
• [図書] 「グラフェンの機能と応用展望II」(斉木 幸一郎監修)第16章「グラフェンの量子ホール伝導」 (2012)
  • 著者名/発表者名: 長田俊人
  • 総ページ数: 169-184
  • 出版者: シーエム シー出版
• [備考]
  • URL: http://osada.issp.u-tokyo.ac.jp/