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勝本研究室

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教授 勝本 信吾
助教 遠藤 彰

研究テーマ

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

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、ドットなどのナノ構造中の量子効果、多体効果、強磁場中2次元電子系に現れる量子ホール効果を調べている。電子スピン、核スピンの織りなすスピン現象、非平衡・非断熱な量子遷移に伴う物理現象の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、ナノ構造とスピン軌道相互作用を組み合わせる試みを行っている。ナノ構造を使い、空間反転対称性を破り局所的な軌道角運動量を導入することで、新しいタイプのスピン軌道相互作用を発生させることができる。一例が、量子ホール強磁性エッジ状態の屈曲を用いた非断熱スピン操作である。この系では、エッジ状態(軌道自由度)とスピン自由度が量子エンタングルしており、軌道操作とスピン操作の利点を実際上、同じ自由度に適用できる。非断熱スピン回転を伴う電流による超伝導制御など、新奇デバイスへの応用も期待される。

スピン偏極量子ホールエッジ状態を使ったビームスプリッタ。左上:電極配置。左下:このビームスプリッタを使った量子干渉計出力の磁場依存性。右:同出力のゲート電圧および磁場に対するカラープロット。
(a)1次元周期的ポテンシャル変調の有る場合(実線)、無い場合(破線)の2次元電子系のホール抵抗Ryxと磁気抵抗Rxx。(b) RyxRxxの変調による増分。Ryxにも整合性振動が観測されている。

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