1999 Fiscal Year Annual Research Report

2層系量子ホール状態におけるマクロ・コヒーレンスの研究

Research Project

Project/Area Number	11304019
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
Research Institution	Tohoku University
Principal Investigator	澤田安樹東北大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (90115577)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	鈴木勝彦宮城工業高等専門学校, 総合科学系, 助教授 (80187715) 大野裕三東北大学, 電気通信研究所, 助手 (00282012) 江澤潤一東北大学, 大学院・理学研究科, 教授 (90133925)
Keywords	量子ホール効果 / 複合ボソン / 活性化エネルギー / 層間コヒーレンス / ボーズ凝縮 / ガリウム砒素 / スカーミオン / スピン
Research Abstract	2層2次元電子系の量子ホール状態に層間マクロ・コヒーレンスが存在すると、2層間を移動するジョセフソン・プラズモンと呼ばれる電子の集団励起モードが存在することが予想されている。従ってマイクロ波を照射してこのモードとの共鳴現象を観測するのがマクロ・コヒーレント性検証の最も有力な方法であると考えられる。今年度はマクロ・コヒーレント性検証の実験のために移動度の大きな良質の試料を本学学際科学研究センターで製作できるように装置を整え、新しい量子ホール状態を探す研究と独立2層量子ホール状態の励起ギャップを求める実験を行った。その結果2層系試料としては世界で最も移動度の高い試料の製作に成功した。その試料を用いた実験を行った結果、これまで我々が明らかにしたν=1,2だけではなく、3,5,6などν=4N-3、4N-2、4N-1(Nは自然数)の規則的なランダウ準位充填率の量子ホール状態においても密度差の自由度の存在することが明らかになった。従って密度差の自由度の存在するこれらの新しい量子ホール状態にも不確定性関係から層間コヒーレンスが存在しうる。また、ν=4Nでは密度差の自由度の存在する量子ホール状態は存在しないことも明らかになった。さらに、この試料の励起エネルギーの測定を行い、独立2層量子ホール状態の励起ギャップには、層間の相互作用により、スピンを同時に14個反転する新しいスカーミオン励起が存在することが明らかになった。

Research Products
(7 results)

All Other

All Publications (7 results)

[Publications] K.Muraki: "Interlayer charge transfer in bilayer quantum Hall states at various filling factors"Solid State Communications. 112・11. 625-629 (1999)
[Publications] Z.F.Ezawa: "Quantum Coherence and Skyrmion Texteres in Bilayer Quantum Hall Systems"Physica E. 6・1-4. 640-644 (2000)
[Publications] A.Sawada: "Bilayer v=2 Quantum Hall State in Parallel High Magnetic Field"Physica E. 6・1-4. 615-618 (2000)
[Publications] A.Sawada: "Interlayer Coherence in the v=1 and v=2 Bilayer Quantum Hall States"Physical Review B. 59・23. 14888-14891 (1999)
[Publications] A.Sawada: "Dilatometry of the Heavy-Fermion Superconductor Upt_3"Japanese Journal of Applied Physics. Series11. 50-52 (1999)
[Publications] Z.F.Ezawa: "Spin-Pseudospin Coherence and CP^3 Skyrmions in Bilayer Quantum Hall Ferromagnets"Physical Review Letters. 82・26. 3512-3515 (1999)
[Publications] 澤田安樹: "実験物理学講座12 実験環境技術"丸善株式会社. 19 (2000)

1999 Fiscal Year Annual Research Report

2層系量子ホール状態におけるマクロ・コヒーレンスの研究

Principal Investigator

澤田 安樹 東北大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (90115577)

Research Products

[Publications] K.Muraki: "Interlayer charge transfer in bilayer quantum Hall states at various filling factors"Solid State Communications. 112・11. 625-629 (1999)

[Publications] Z.F.Ezawa: "Quantum Coherence and Skyrmion Texteres in Bilayer Quantum Hall Systems"Physica E. 6・1-4. 640-644 (2000)

[Publications] A.Sawada: "Bilayer v=2 Quantum Hall State in Parallel High Magnetic Field"Physica E. 6・1-4. 615-618 (2000)

[Publications] A.Sawada: "Interlayer Coherence in the v=1 and v=2 Bilayer Quantum Hall States"Physical Review B. 59・23. 14888-14891 (1999)

[Publications] A.Sawada: "Dilatometry of the Heavy-Fermion Superconductor Upt_3"Japanese Journal of Applied Physics. Series11. 50-52 (1999)

[Publications] Z.F.Ezawa: "Spin-Pseudospin Coherence and CP^3 Skyrmions in Bilayer Quantum Hall Ferromagnets"Physical Review Letters. 82・26. 3512-3515 (1999)

[Publications] 澤田 安樹: "実験物理学講座12 実験環境技術"丸善株式会社. 19 (2000)

澤田安樹東北大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (90115577)

[Publications] 澤田安樹: "実験物理学講座12 実験環境技術"丸善株式会社. 19 (2000)