量子ホール系における非平衡電子

強磁場中におかれた2次元電子はランダウ準位を形成しますが、電磁波を照射したり、大電流を流すことにより非平衡なエネルギー分布をもった状態になります。サイクロトロンギャップあるいはゼーマンギャップをまたいだ電子遷移は、遠赤外光(THz領域)あるいはミリ波(100GHz領域)の吸収や発光、電子スピン反転およびそれに伴う核スピン反転などと密接に関連し、応用上でも注目されています。電子状態と2次元電気伝導が密接に関連することから、電子スピン共鳴や核磁気共鳴を電気抵抗の変化として捕らえることも可能です。

いずれ詳しい解説を載せたいと思っていますが、とりあえず文献のみ挙げておきます。

1.GaAs2次元電子系における電子スピン反転とそれに伴う核スピン偏極に関連した研究

Y. Komori, S. Sakuma, T. Okamoto: Ettingshausen effect around Landau level filling factor nu=3 studied by dynomic nuclear polarization, Phys. Rev. Lett. 99 (2007) 146807.
Y. Komori, T. Okamoto: Dynamic nuclear polarization induced by hot electrons, Appl. Phys. Lett. 90, 032102 (2007).

2.Si/SiGe2次元電子系における電子スピン緩和の研究

J. Matsunami, M. Ooya, T. Okamoto: Electrically detected electron spin resonance in a high mobility silicon quantum well, Phys. Rev. Lett. 97, 066602 (2006).


3.GaAs2次元電子系における非平衡電子の空間分布の研究

Macroscopic Channel-Size Effect of Nonequilibrium Electron Distributions in Quantum Hall Conductors, Kawano, Okamoto, Phys. Rev. Lett. 95 (2005) 166801.
Observation of the Ettingshausen effect in quantum Hall systems, Komori, Okamoto, Phys. Rev. B 71 (2005) 113306.
Imaging of intra- and inter-Landau-level scattering in quantum Hall systems, Kawano, Okamoto, Phys. Rev. B 70 (2004) 081308.
Scanning electrometer using the capacitive coupling in quantum Hall effect devices, Kawano, Okamoto, Appl. Phys. Lett.. 84 (2004) 1111.
など。