2005 Fiscal Year Annual Research Report
量子ホール電子系における端状態の位相干渉性とその制御
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05F05310
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Research Institution | The University of Tokyo |
Principal Investigator |
小宮山 進 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 教授
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
CHENAUD Boris 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 外国人特別研究員
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Keywords | 量子ホール電子系 / 量子ホール端状態 / 核スピン / 超微細相互作用 |
Research Abstract |
(研究実施期間:H17,12〜H18,3) 量子ホール効果状態にある2次元電子系の端状態(量子ホール端状態)の位相干渉性、および非平衡分布した端状態が生成する核スピン系の局所的制御・検出を研究する。受け入れ研究者グループではすでに、複数のゲート電極をもつ2次元電子系素子を用いて量子ホール端状態により核スピンを電気的に偏極(初期化)し、パルスNMRによりコヒーレント操作(Rabi振動)し、その結果を抵抗値を通して読み出すことに成功している。本研究はそれをさらに発展させ、(1)生成する核スピン偏極の空間プロファイルをナノスケールで制御・検出し、核スピン偏極の生成・減衰の時間的ダイナミクスを明らかにし、さらに、(2)サイドゲート電極により量子ホール端状態の空間位置をナノスケール精度で移動させる事により、核スピン系と電子スピン系(量子ホール端状態)に働く超微細相互作用を有効的に制御した上でコヒーレント制御することを目的とする。 本年度は、GaAs結晶基板(本研究で購入)上にGaAs/AlGaAsヘテロ構造結晶をMBE成長(現有装置)し、リソグラフィー加工によりいくつかの前面金属ゲート電極を有する素子を作成した。さらに、希釈冷凍機(現有装置)により100mK以下の低温度でテスト的な実験を開始し、核スピン偏極をナノメートルスケールで局所的に生成し得ることを確かめた。
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