半導体超構造によるディラック電子系の設計と作製

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23654100
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 物性Ⅰ
• 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)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• キーワード: メゾスコピック系 / 局在ディラック電子系

研究概要

半導体平面超格子構造を用いて質量ゼロのDirac電子系を実現することを目的とした。第1段階としてミニバンド構造を持つ2次元Bloch電子系の実現を試みた。そのためにGaAs/AlGaAs基板上に60～80nm周期で格子状に穴を穿ったZEPを絶縁膜としてゲート電極を形成したFET素子を作製し条件の最適化を試みた。しかしバンド再構成を示唆する結果は得られず、格子の不均一性の局限が今後の課題となった。

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] Specific Heat of the Multilayered Massless Dirac Fermion System (2012)
  • 著者名/発表者名: Takako Konoike, Kazuhito Uchida, and Toshihito Osada
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 81 巻: No.4 ページ: 043601-1-4
  • DOI: DOI:10.1143/JPSJ.81.043601
  • 査読あり
• [雑誌論文] Specific heat study of massless Dirac fermion system α-(BEDT-TTF)2I3 under pressure (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Konoike, K. Uchida, and T. Osada
  • 雑誌名: Phys. Status Solidi C 9 巻: No.5 ページ: 1177-1179
  • DOI: DOI:10.1002/pssc.201100663
  • 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. 80 巻: 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 DiracFermions 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. 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. 334 ページ: 012038-1-5
  • DOI: DOI:10.1088/1742-6596/334/1/012038
  • 査読あり
• [学会発表] 「量子極限下有機多層ディラック電子系のエッジ伝導」(27aXN-7) (2013)
  • 著者名/発表者名: 長田俊人
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 広島大学(広島)
  • 年月日: 20130326-29
• [学会発表] Surface Magnetotransport due to HelicalEdge State in the Organic Dirac Fermion systemat 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] 「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II」(19pEB-3) (2012)
  • 著者名/発表者名: 長田俊人
  • 学会等名: 日本物理学会2012年秋季大会
  • 発表場所: 横浜国立大学(横浜)
  • 年月日: 20120918-21
• [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] Quantum Hall Ferromagnet with Helical Edge State Observed in an Organic Massless Dirac Fermion System (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Osada, M. Sato, and T. Konoike
  • 学会等名: The 6th International Conference on the Fundamental Science of Graphene and Applications of Graphene-Based Devices (Graphene Week 2012)
  • 発表場所: Delft (Netherland)
  • 年月日: 20120604-08
• [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: 20120324-17
• [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] 「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) (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 ElectronicProperties 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
• [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: pp.169-184
  • 出版者: シーエム シー出版
• [備考]
  • URL: http://osada.issp.u-tokyo.ac.jp/