ISSP - The institute for Solid State Physics

Organization
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勝本研究室
教授
勝本 信吾
助教
中村 壮智
助教
遠藤 彰
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半導体や金属の超薄膜成長技術、これらを微細加工する技術を用いて、量子井戸、細線、ドットなどの低次元系の量子効果、多体効果を調べている。また、電子スピン、核スピンを使ったスピントロニクス研究を行なっている。 量子輸送現象をスピン自由度に広げる研究として、(1) スピン軌道相互作用とナノ構造を組み合わせる、(2) 強磁性体モノリシック素子構造などの非平衡スピン量子輸送現象を調べている。(1)では、スピン軌道相互作用の強い系に生じるスピン量子干渉効果、また、電子が移動の際に蛇行する現象(運動の「震え」現象)の存在を明らかにした。グラフェンへのスピン軌道相互作用導入に成功し、スピントロニクス素子への道を開いた。(2)では、エピタキシャル成長鉄から半導体への高効率スピン注入を実現した。また、強磁性半導体を絶縁層に用いたジョセフソン素子で超伝導電流を観測した。

InAs2次元電子系に現れた、電子の震え(Zitterbewegung)現象に起因する磁場に対する伝導度揺らぎのフーリエパワースペクトル。磁場の面内回転角φ (挿入図の試料電子顕微鏡写真中で定義。赤矢印は電子の経路を示す)に伴い、破線のように変化する。
ジョセフソン素子絶縁層に用いた希薄磁性半導体(In, Fe)Asの磁化曲線。左上挿入図は素子の微分抵抗の電流依存性。ICが臨界電流を示す。右下挿入図は臨界電流の磁場依存性で極めて激しい振動を示す。

研究テーマ

  1. 量子電荷・スピン輸送現象
  2. 量子構造を用いた多体効果の研究
  3. 異対称性ハイブリッド構造に生じる物理現象