低次元ナノ構造における量子干渉効果と電子相関

低维纳米结构中的量子干涉效应和电子关联

基本信息

批准号：
12740175
负责人：
小林研介
金额：
$ 1.54万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では,微細加工によって作り出されたナノ構造において,干渉効果や多体効果に起因する新しい現象を見出すことを目的としている。ナノ構造体としては,直径1ミクロン程度のリング(アハラノフボームリング)に量子ドットを埋め込んだものを用いている。量子ドットは典型的な0次元系であり,クーロン振動をはじめ多彩な現象が見つかっている。また,アハラノフ・ボーム(AB)効果と組み合わせることにより,ドットを通った伝導電子の位相の情報を知ることもできる。このように,「リング+ドット」系は電子の「粒子性」と「波動性」とが混在するような系である。本年度はこの系において,これまでに知られていない二つの新しい知見を得た。(1)非局所測定による干渉効果の増大まず,ドットがない「リング」だけで測定を行った。このリングに対して,非局所的な4端子測定を行うと,電子の干渉効果がこれまでの10倍ほどにも増大することが明らかになった。このような測定方法を適用したのは本研究が初めてであり,それによる干渉効果の増大は,これまでの理論では予言されていなかった。この現象の解明は,電子の干渉性がなぜ失われていくのか,という量子力学の基本問題に多くの示唆を与えるものと期待している。(2)ファノ効果の発見次に「リング+ドット」での実験を行い,ファノ効果を見出した。これはリング内の連続状態にある電子と、ドット内の離散準位にある電子との「配置間相互作用」によって生じる効果であり,数多くの物理系で知られているが,ナノ構造においては本研究が初めての観測である。しかも,この系は多くの点で制御可能であり,ファノ効果の検証実験としてはこれまでで最良のものである。以上のように,本年度は「リング+ドット」系において新しい二つの知見が得られた。これらは二つとも今後のメゾスコピック系の物理の発展に寄与するものと考えられる。

这项研究的目的是找到由微分化产生的纳米结构中的干扰和多体效应引起的新现象。纳米结构是嵌入在环（Ahalanov Baum环）中的量子点的纳米结构，直径约为1微米。量子点是典型的0维系统，已经发现了各种现象，包括库仑振荡。此外，通过将其与Akharanov-Boom（AB）效应结合使用，可以获得有关传导电子阶段的信息。因此，“环 +点”系统是一个混合电子的“颗粒”和“波动性”的系统。今年，我们在该系统中获得了两个新发现，但迄今为止尚未知道。（1）首先，由于非局部测量而引起的干扰效应增加，仅使用没有点的“环”进行测量。已经表明，该环上的非本地四末端测量结果导致电子干扰效应的增加是以前的十倍。这是第一次采用这种测量方法，而先前理论尚未预测干扰效应的增加。我们希望阐明这种现象将为量子力学的基本问题提供许多建议，例如为什么电子连贯性丢失。（2）接下来发现Fano效应，使用“环 +点”进行了一个实验，并发现了FANO效应。这是由一个环内的连续状态和DOT内离散级别的电子中的电子之间的“构象相互作用”引起的，并且在许多物理系统中是已知的，但是这项研究是纳米结构的第一个观察结果。此外，该系统在许多方面都是可控的，并且是迄今为止FANO效果验证的最佳实验。如上所述，今年的“环 +点”系统中获得了两个新发现。这两者都被认为有助于介观物理学的未来发展。

项目成果

期刊论文数量（6）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

K.Kobayashi, et al.: "Reduction of Quantum Decoherence in Non-Local Resistance Measurement"Microelectronic Engineering. (印刷中).

K. Kobayashi 等人：“非局部电阻测量中量子退相干的减少”微电子工程（正在出版）。

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

K.Kobayashi, et al.: "Observation of an Enhanced Aharonov-Bohm Effect"Journal of Physics and Chemistry of Solids. (印刷中).

K. Kobayashi 等人：“增强阿哈罗诺夫-玻姆效应的观察”《固体物理与化学杂志》（正在出版）。

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

K.Kobayashi et al.: "Quantum Coherence and Decoherence, Proc. ISQM-Tokyo'01"Observation-Dependent Decoherence in an Allaronov-Bohm Ring(印刷中).

K. Kobayashi 等人：“Quantum Coherence and Decoherence, Proc. ISQM-Tokyo01”Allaronov-Bohm 环中的观测相关退相干（正在印刷中）。

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通讯作者：
A.Pirozhkov,A.Shatokhin,A.Sagisaka,K.Ogura,T.Pikuz,A.Kotov,T.Dzelzainis,A.Bierwage,Ko.Kondo,H.Ohiro,S.Lorenz,Y.-K.Liu,G.Grittani,T.Jeong,N.Nakanii,K.Huang,A.Kon,Y.Miyasaka,G.Hull,S.Dann,E.Vishnyakov,A.Kolesnikov,M.Koike,P.Chen,T.Esirkepov,J.Koga,R.Gray,A.