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2018 年度 研究成果報告書

量子ホールエッジチャネルの非平衡電荷ダイナミクス

研究課題

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研究課題/領域番号 26247051
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 物性Ⅰ
研究機関東京工業大学

研究代表者

藤澤 利正  東京工業大学, 理学院, 教授 (20212186)

研究分担者 都倉 康弘  筑波大学, 数理物質系, 教授 (20393788)
橋坂 昌幸  日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, 量子電子物性研究部, 主任研究員 (80550649)
研究協力者 秦 徳郎  
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2019-03-31
キーワードメゾスコピック系 / 量子ホール効果
研究成果の概要

本課題では、強磁場中の半導体二次元電子系のエッジチャネルにおける電荷・無電荷輸送などの顕著な量子多体現象の観測により、人工的な低次元構造中における非平衡電荷状態の動的制御方法を確立することを目的とした。計画どおりに、【1】人工的構造を用いた朝永ラッティンジャー流体の挙動(スピン電荷分離など)、【2】電荷を伴わない無電荷熱輸送の検出と解明、【3】エッジチャネルと他自由度との相互作用に関する研究を順調に進めるとともに、より発展的な内容として、局所分数量子ホール領域での分数電荷トンネルや電子フォノン結合系の研究を含めて、プラズモン集積回路や量子情報伝達チャネルとしての可能性を示した。

自由記述の分野

低次元電子系

研究成果の学術的意義や社会的意義

本課題では、低次元電子系、特にカイラル一次元電子系に特有の電荷輸送・非電荷輸送を探求したという点に、学術的意義がある。通常の3次元系と異なり、非平衡状態が準安定的に存在できることは驚くべき結果であり、可積分モデルである朝永ラッティンジャー流体の特徴をよく表している。このような顕著な非平衡ダイナミクスは、様々な発展形が期待される。例えば、カイラル一次元系、可積分一次元系の性質は、プラズモン集積回路や量子情報伝達チャネルとして応用できる可能性を秘めている点で波及効果の高い内容になっており、社会的意義をもたらす可能性が十分にある。

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公開日: 2020-03-30  

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