2014 Fiscal Year Annual Research Report
バリスティックグラフェンｐｎ接合における量子輸送現象
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14J09475
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
森川 生 東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2014-04-25 – 2017-03-31
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| Keywords | グラフェン / pn接合 / 量子ホール効果 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
六方晶窒化硼素(h-BN)をGate絶縁膜として用いた高移動度グラフェンnpn接合において、強磁場下(2 T < B < 8 T)で特異な磁気抵抗振動を観測した。これらの振動は磁場や磁場の逆数に対して周期的でないことから、従来知られているSdH振動やAB振動で説明することができない。また、振動の等位相面が、キャリア変調に応じて系統的に移動することも観測された。この起源を明らかにするため、pn界面を伝搬する二つのエッジチャネルに注目した。その間を貫く磁束を計算し、磁束量子を単位とする量子化条件を与えることで実験結果が良く再現された。コヒーレンスの保たれたpn接合において、エッジチャネル干渉系が実現していることを初めて示した結果である。本研究結果をまとめることで、以下のように、1件の論文を執筆・投稿し(出版受理済)、2件の国内学術団体から表彰を受けた。
“Edge-channel interferometer at the graphene quantum Hall pn junction”, accepted for publication in Applied Physics Letters (selected as a cover of the issue).
若手奨励賞、フラーレン・ナノチューブ・グラフェン学会、2014年9月
優秀ポスター賞、ニューダイヤモンドフォーラム、2014年11月
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本研究成果は、グラフェン量子ホールpn接合が、”Dirac Fermion Optics”の一要素となることを示した極めて重要な結果である。申請者の研究課題の実現に向け、当初の予想を超えたブレークスルーが達成されたと言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
今回発見した量子ホールエッジチャネル干渉系を利用した新たな量子光学実験を行うことで、グラフェンpn接合の物理の解明を進める。また、近年作製が可能になっている、より高移動度なグラフェンを用いることで、電子波の負の屈折などのグラフェンpn接合が示す特異な現象の観測を目指し、"Dirac Fermion Optics"の開拓をより進めたい。
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Research Products
(12 results)
