量子ドット・Aharonov-Bohmリング複合系における電子のコヒーレンス(修士論文(2001年度))

Abstract

電子が量子ドットをコヒーレントに通過できることはこれまでにAharonov-Bohm(AB)干妙計に量子ドットを埋め込んだ系の研究[1,2]で明らかにされた。しかし、その際にABリングは量子ドットを通過する電子のコヒーレンスを調べる為の参照系として用いられているだけであり、この系をABリングと量子ドットの複合系として捉えた研究は行なわれていない。実際には、このような複合系においてABリングと量子ドットがコヒーレントに結合することでFano効果が発現して特異な電気伝導特性が見られるはずであり、実験的にこれを確かめるのが本研究の目的である。この複合系を扱う前に、まず連続準位であるABリングそのものの特性を調べたところ、測定端子の取り方がコヒーレンスに大きな影響を及ぼすことが判明した。すなわち、ある特殊な端子配置では通常の配置に比べてコヒーレンスが非常に良く保たれることがわかった。次にABリングに量子ドットを組み込んだ試料では、量子ドットを通過する伝導とABリングの腕を通過する伝導が同時に存在する時に、ピーク形状に大きな非対称性のある異常クーロン振動を観測することができた。この異常クーロン振動が離散準位(量子ドット)と連続準位(ABリング)のコヒーレントな結合の結果として起きたFano効果であることを明らかにした。更にゲート電極や磁場によってこのFano状態を制御し詳細に調べた。