研究者詳細

顔写真

ユサ　ゴウ
遊佐　剛
Go Yusa
所属
大学院理学研究科　物理学専攻　量子物性物理学講座（量子ダイナミクス分野）
職名
教授
学位

  • 博士

委員歴 2

  • 日本物理学会　世話人

    2007年11月 ～ 2008年10月

  • 日本物理学会　世話人

    2007年11月 ～ 2008年10月

所属学協会 3

  • 日本物理学会

  • 応用物理学会

  • American Physical Society

研究キーワード 7

  • 極限宇宙

  • マイクロ波

  • 量子情報

  • 核磁気共鳴

  • 光物性

  • 量子宇宙

  • 半導体ナノ構造

研究分野 7

  • ナノテク・材料 / ナノマイクロシステム /

  • ナノテク・材料 / 薄膜、表面界面物性 /

  • ものづくり技術（機械・電気電子・化学工学） / 電子デバイス、電子機器 /

  • 自然科学一般 / 素粒子、原子核、宇宙線、宇宙物理に関する実験 /

  • ナノテク・材料 / ナノ材料科学 /

  • ナノテク・材料 / ナノ構造物理 /

  • 自然科学一般 / 半導体、光物性、原子物理 /

論文 66

  1. Spatiotemporal imaging of gate-controlled multipath dynamics of fractional quantum Hall edge excitations

    Yunhyeon Jeong, Akinori Kamiyama, John N. Moore, Takaaki Mano, Ken-ichi Sasaki, Yuuki Sugiyama, Tokiro Numasawa, Masahiro Hotta, Go Yusa

    2026年3月31日

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    Quantum Hall edge excitations, whose low-energy behavior admits a chiral conformal-field-theory description, are a promising platform for engineered dynamical experiments, including analog-spacetime proposals. However, establishing their edge dynamics in realistic electrostatic landscapes is essential for controlled dynamical experiments and has remained experimentally challenging. Here we report spatiotemporal imaging of gate-controlled multipath dynamics of edge excitations in a $ν= 1/3$ fractional quantum Hall device using stroboscopic time-resolved photoluminescence microscopy and spectroscopy with $\sim$100-ps resolution. By tuning a control-gate-defined potential landscape, we observe switching between mesa-defined and gate-defined trajectories and identify an intermediate regime in which a single launched excitation accesses multiple pathways. Time-resolved measurements at downstream locations reveal gate-dependent arrival times and pronounced temporal broadening, showing that the propagation dynamics are strongly modified by the local confinement and become increasingly dispersive in a multipath landscape. We further observe a long-range transverse optical response extending tens of micrometers into the bulk and persisting over distances exceeding 200 $μ$m downstream, consistent with the near-field component of an edge magnetoplasmon. These results establish direct experimental access to controllable multipath edge dynamics in the fractional quantum Hall regime and suggest a platform for engineered nonequilibrium and interference-based experiments, as well as future analog-spacetime studies in quantum Hall edge systems.

  2. Switching the persistent spin helix's orientation in gate-controlled GaAs double quantum wells

    S. Chander, B. W. Grobecker, A. V. Poshakinskiy, S. Anghel, T. Mano, J. N. Moore, G. Yusa, M. Betz

    PHYSICAL REVIEW APPLIED　25　(3)　2026年3月19日

    DOI： 10.1103/m4cv-6cyt 　

    ISSN：2331-7019

  3. Electrically Induced Bulk and Edge Excitations in the Fractional Quantum Hall Regime

    Quentin France, Yunhyeon Jeong, Akinori Kamiyama, Takaaki Mano, Ken-ichi Sasaki, Masahiro Hotta, Go Yusa

    Physical Review Letters　135　(6)　2025年8月5日

    DOI： 10.1103/4bp5-9ryg 　

    ISSN：0031-9007

    eISSN：1079-7114

  4. Enhancing spin diffusion in GaAs quantum wells: The role of electron density and channel width

    B. W. Grobecker, A. V. Poshakinskiy, S. Anghel, T. Mano, G. Yusa, M. Betz

    Journal of Applied Physics　137　(18)　2025年5月8日

    DOI： 10.1063/5.0257898 　

    ISSN：0021-8979

    eISSN：1089-7550

  5. Dynamics of the fractional quantum Hall edge probed by stroboscope measurements of trions

    Akinori Kamiyama, Masahiro Matsuura, John N. Moore, Takaaki Mano, Naokazu Shibata, Go Yusa

    APPLIED PHYSICS LETTERS　122　(20)　2023年5月

    DOI： 10.1063/5.0138332 　

    ISSN：0003-6951

    eISSN：1077-3118

  6. Thermal transport imaging in the quantum Hall edge channel

    J. N. Moore, A. Kamiyama, T. Mano, G. Yusa

    EPL　142　(1)　2023年4月

    DOI： 10.1209/0295-5075/acc7c3 　

    ISSN：0295-5075

    eISSN：1286-4854

  7. 量子ホール系に量子宇宙を再現する 招待有り 査読有り

    遊佐剛, 堀田昌寛

    応用物理　92　(2)　112-115　2023年2月

    DOI： 10.11470/oubutsu.92.2_112 　

  8. Spin helices in GaAs quantum wells: Interplay of electron density, spin diffusion, and spin lifetime

    S. Anghel, A. V. Poshakinskiy, K. Schiller, G. Yusa, T. Mano, T. Noda, M. Betz

    Journal of Applied Physics　132　(5)　2022年8月7日

    DOI： 10.1063/5.0097426 　

    ISSN：0021-8979

    eISSN：1089-7550

  9. Expanding edges of quantum Hall systems in a cosmology language: Hawking radiation from de Sitter horizon in edge modes 査読有り

    Masahiro Hotta, Yasusada Nambu, Yuuki Sugiyama, Kazuhiro Yamamoto, Go Yusa

    PHYSICAL REVIEW D　105　(10)　2022年5月

    DOI： 10.1103/PhysRevD.105.105009 　

    ISSN：2470-0010

    eISSN：2470-0029

  10. Real-time and space visualization of excitations of the ν=1/3 fractional quantum Hall edge 査読有り

    Akinori Kamiyama, Masahiro Matsuura, John N. Moore, Takaaki Mano, Naokazu Shibata, Go Yusa

    Physical Review Research　4　(1)　2022年3月28日

    DOI： 10.1103/PhysRevResearch.4.L012040 　

    eISSN：2643-1564

  11. Anisotropic expansion of drifting spin helices in GaAs quantum wells 査読有り

    S. Anghel, A. V. Poshakinskiy, K. Schiller, F. Passmann, C. Ruppert, S. A. Tarasenko, G. Yusa, T. Mano, T. Noda, M. Betz

    Physical Review B　103　(3)　035429　2021年1月25日

    DOI： 10.1103/PhysRevB.103.035429 　

    ISSN：2469-9950

    eISSN：2469-9969

  12. Spin-locked transport in a two-dimensional electron gas 査読有り

    Anghel, S., Passmann, F., Schiller, K.J., Moore, J.N., Yusa, G., Mano, T., Noda, T., Betz, M., Bristow, A.D.

    Physical Review B　101　(15)　2020年4月15日

    DOI： 10.1103/PhysRevB.101.155414 　

    ISSN：2469-9969 2469-9950

    eISSN：2469-9969

  13. Analyzing oxygen and silicon incorporation in GaN microstructures composed of c-planes and angled facets by confocal magneto-photoluminescence microscopy 査読有り

    Akinori Kamiyama, Kazunobu Kojima, Shigefusa F. Chichibu, Go Yusa

    AIP Advances　10　(3)　035215-035215　2020年3月1日

    DOI： 10.1063/1.5144549 　

    eISSN：2158-3226

  14. Transport of a persistent spin helix drifting transverse to the spin texture 査読有り

    F. Passmann, A. D. Bristow, J. N. Moore, G. Yusa, T. Mano, T. Noda, M. Betz, S. Anghel

    Physical Review B　99　(12)　125404-1-125404-6　2019年3月4日

    DOI： 10.1103/PhysRevB.99.125404 　

    ISSN：2469-9950

    eISSN：2469-9969

  15. Photoquantum Hall Effect and Light-Induced Charge Transfer at the Interface of Graphene/InSe Heterostructures 査読有り

    Mahabub A. Bhuiyan, Zakhar R. Kudrynskyi, Debarati Mazumder, Jake D.G. Greener, Oleg Makarovsky, Christopher J. Mellor, Evgeny E. Vdovin, Benjamin A. Piot, Inna I. Lobanova, Zakhar D. Kovalyuk, Marina Nazarova, Artem Mishchenko, Kostya S. Novoselov, Yang Cao, Laurence Eaves, Go Yusa, Amalia Patanè

    Advanced Functional Materials　29　(3)　2019年1月17日

    DOI： 10.1002/adfm.201805491 　

    ISSN：1616-301X

    eISSN：1616-3028

  16. Evidence for a correlated phase of skyrmions observed in real space 査読有り

    John N. Moore, Hikaru Iwata, Junichiro Hayakawa, Takaaki Mano, Takeshi Noda, Naokazu Shibata, Go Yusa

    Physical Review B　98　(16)　161402(R)-1-161402(R)-6　2018年10月8日

    DOI： 10.1103/PhysRevB.98.161402 　

    ISSN：2469-9950

    eISSN：2469-9969

  17. Field control of anisotropic spin transport and spin helix dynamics in a modulation-doped GaAs quantum well 査読有り

    S. Anghel, F. Passmann, A. Singh, C. Ruppert, A. V. Poshakinskiy, S. A. Tarasenko, J. N. Moore, G. Yusa, T. Mano, T. Noda, X. Li, A. D. Bristow, M. Betz

    Physical Review B　97　(12)　125410-1-125410-10　2018年3月9日

    DOI： 10.1103/PhysRevB.97.125410 　

    ISSN：2469-9950

    eISSN：2469-9969

  18. Transmission and reflection of charge-density wave packets in a quantum Hall edge controlled by a metal gate 査読有り

    Masahiro Matsuura, Takaaki Mano, Takeshi Noda, Naokazu Shibata, Masahiro Hotta, Go Yusa

    Applied Physics Letters　112　(6)　063104-1-063104-4　2018年2月5日

    DOI： 10.1063/1.5009373 　

    ISSN：0003-6951

    eISSN：1077-3118

  19. Optically Imaged Striped Domains of Nonequilibrium Electronic and Nuclear Spins in a Fractional Quantum Hall Liquid 査読有り

    John N. Moore, Junichiro Hayakawa, Takaaki Mano, Takeshi Noda, Go Yusa

    Physical Review Letters　118　(7)　075802-1-075802-5　2017年2月17日

    DOI： 10.1103/PhysRevLett.118.076802 　

    ISSN：0031-9007

    eISSN：1079-7114

  20. The direct-to-indirect band gap crossover in two-dimensional van der Waals Indium Selenide crystals 査読有り

    G. W. Mudd, M. R. Molas, X. Chen, V. Zólyomi, K. Nogajewski, Z. R. Kudrynskyi, Z. D. Kovalyuk, G. Yusa, O. Makarovsky, L. Eaves, M. Potemski, V. I. Fal'Ko, A. Patanè

    Scientific Reports　6　39619-1-39619-10　2016年12月23日

    DOI： 10.1038/srep39619 　

    ISSN：2045-2322

    eISSN：2045-2322

  21. Hyperfine-controlled domain-wall motion observed in real space and time 査読有り

    John N. Moore, Junichiro Hayakawa, Takaaki Mano, Takeshi Noda, Go Yusa

    Physical Review B　94　(20)　201408(R)-1-201408(R)-5　2016年11月15日

    DOI： 10.1103/PhysRevB.94.201408 　

    ISSN：2469-9950

    eISSN：2469-9969

  22. Enhanced spin-polarization lifetimes in a two-dimensional electron gas in a gate-controlled GaAs quantum well 査読有り

    Sergiu Anghel, Akshay Singh, Felix Passmann, Hikaru Iwata, John N. Moore, Go Yusa, Xiaoqin Li, Markus Betz

    Physical Review B　94　(3)　035303-1-035303-6　2016年7月18日

    DOI： 10.1103/PhysRevB.94.035303 　

    ISSN：2469-9950

    eISSN：2469-9969

  23. 22pAG-6 Real-time dynamics of a topologically-protected excitation of the fractional quantum Hall effect studied by photoluminescence microscopy

    Moore J. N., Hayakawa J., Mano T., Noda T., Yusa G.

    日本物理学会講演概要集　71　1426-1426　2016年

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

    DOI： 10.11316/jpsgaiyo.71.1.0_1426 　

    ISSN：2189-079X

  24. 19aAE-3 A new topological state of the fractional quantum Hall effect imaged by spinsensitive photoluminescence microscopy

    Moore J. N., Hayakawa J., Mano T., Noda T., Yusa G.

    日本物理学会講演概要集　70　1130-1130　2015年

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

    DOI： 10.11316/jpsgaiyo.70.2.0_1130 　

    ISSN：2189-079X

  25. Quantum state tomography of large nuclear spins in a semiconductor quantum well: Optimal robustness against errors as quantified by condition numbers

    Adam Miranowicz, Sahin K. Ozdemir, Jiri Bajer, Go Yusa, Nobuyuki Imoto, Yoshiro Hirayama, Franco Nori

    PHYSICAL REVIEW B　92　(7)　075312-1-075312-18　2014年10月9日

    DOI： 10.1103/PhysRevB.92.075312 　

    ISSN：2469-9950

    eISSN：2469-9969

  26. Real-space observation of quantum Hall effect using exciton microscopy 招待有り 査読有り

    Go Yusa

    Journal of Vacuum Society of Japan　9　(9)　317-323　2014年9月

    DOI： 10.3131/jvsj2.57.317 　

    ISSN：1882-2398

  27. 量子エネルギーテレポーテーション 招待有り 査読有り

    堀田昌寛, 遊佐剛

    日本物理学会誌　9　613-622　2014年9月

  28. Quantum energy teleportation without a limit of distance 査読有り

    Masahiro Hotta, Jiro Matsumoto, Go Yusa

    Physical Review A - Atomic, Molecular, and Optical Physics　89　(1)　012311-1-012311-6　2014年1月13日

    DOI： 10.1103/PhysRevA.89.012311 　

    ISSN：1050-2947

    eISSN：1094-1622

  29. Real-space imaging of fractional quantum Hall liquids 査読有り

    Junichiro Hayakawa, Koji Muraki, Go Yusa

    Nature Nanotechnology　8　(1)　31-35　2013年1月

    DOI： 10.1038/nnano.2012.209 　

    ISSN：1748-3387

    eISSN：1748-3395

  30. Quantum energy teleportation in a quantum Hall system 査読有り

    Go Yusa, Wataru Izumida, Masahiro Hotta

    Physical Review A - Atomic, Molecular, and Optical Physics　84　(3)　2011年9月26日

    DOI： 10.1103/PhysRevA.84.032336 　

    ISSN：1050-2947

    eISSN：1094-1622

  31. Passivity breaking of a local vacuum state in a quantum Hall system

    Go Yusa, Wataru Izumida, Masahiro Hotta

    Quantum Physics　1101　2766v1-1-2766v1-4　2011年1月14日

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    We propose an experimental method for extracting the zero-point energy from a local vacuum state by performing local operations and classical communication (LOCC). We model a quantum Hall edge channel as a quantum entangled many-body channel and the zero-point fluctuation in the charge density of the channel as the vacuum state. We estimate the order of the energy gain using reasonable experimental parameters. Such a quantum feedback system breaks the passivity of a local vacuum state. It can be used to demonstrate Maxwell's demon or quantum energy teleportation in which no physical entity transports energy.

  32. Imaging of multinuclear spin system (I>1/2) in semiconductor microstructures using longitudinal-magnetization-detection nuclear magnetic resonance 査読有り

    Takashi Kawamura, Go Yusa

    Applied Physics Letters　97　(11)　112108-1-112108-3　2010年9月13日

    DOI： 10.1063/1.3490673 　

    ISSN：0003-6951

  33. Electron-spin/nuclear-spin interactions and NMR in semiconductors 査読有り

    Y. Hirayama, G. Yusa, K. Hashimoto, N. Kumada, T. Ota, K. Muraki

    Semiconductor Science and Technology　24　(2)　2009年

    DOI： 10.1088/0268-1242/24/2/023001 　

    ISSN：0268-1242

    eISSN：1361-6641

  34. Coherence time of nuclear spins in GaAs quantum well probed by submicron-scale all-electrical nuclear magnetic resonance device 査読有り

    Takeshi Ota, Norio Kumada, Go Yusa, Sen Miyashita, Toshimasa Fujisawa, Yoshiro Hirayama

    Japanese Journal of Applied Physics　47　(4 PART 2)　3115-3117　2008年4月

    DOI： 10.1143/JJAP.47.3115 　

    ISSN：0021-4922

    eISSN：1347-4065

  35. Initialization and logic gate operations of nuclear spin qubits using a submicron scale resistively-detected NMR device 査読有り

    T. Ota, G. Yusa, N. Kumada, S. Miyashita, T. Fujisawa, Y. Hirayama

    Physica Status Solidi (C) Current Topics in Solid State Physics　5　(1)　306-309　2008年

    DOI： 10.1002/pssc.200776540 　

    ISSN：1862-6351

  36. Nuclear spin manipulation in semiconductor nanostructures 査読有り

    Koji Muraki, Go Yusa, Yoshiro Hirayama

    Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering　6800　H8000　2008年

    DOI： 10.1117/12.767747 　

    ISSN：0277-786X

    eISSN：1996-756X

  37. Cooling of radiative quantum-dot excitons by terahertz radiation: A spin-resolved Monte Carlo carrier dynamics model 査読有り

    Fredrik Boxberg, Jukka Tulkki, Go Yusa, Hiroyuki Sakaki

    Physical Review B - Condensed Matter and Materials Physics　75　(11)　115334　2007年3月30日

    DOI： 10.1103/PhysRevB.75.115334 　

    ISSN：1098-0121

    eISSN：1550-235X

  38. Study of nuclear quadrupolar interaction using a novel all-electrical GaAs NMR device 査読有り

    T. Ota, N. Kumada, G. Yusa, S. Miyashita, Y. Hirayama

    Physica Status Solidi (C) Current Topics in Solid State Physics　4　(5)　1759-1762　2007年

    DOI： 10.1002/pssc.200674281 　

    ISSN：1862-6351

  39. Nuclear spin population and its control toward initialization using an all-electrical submicron scale nuclear magnetic resonance device 査読有り

    T. Ota, G. Yusa, N. Kumada, S. Miyashita, Y. Hirayama

    Applied Physics Letters　90　(10)　102118　2007年

    DOI： 10.1063/1.2711520 　

    ISSN：0003-6951

    eISSN：1077-3118

  40. Decoherence of nuclear spins due to dipole-dipole interactions probed by resistively detected nuclear magnetic resonance 査読有り

    T. Ota, G. Yusa, N. Kumada, S. Miyashita, T. Fujisawa, Y. Hirayama

    Applied Physics Letters　91　(19)　193101　2007年

    DOI： 10.1063/1.2804011 　

    ISSN：0003-6951

  41. Cooling of radiative quantum dot excitons by THz-radiation 査読有り

    Fredrik Boxberg, Jukka Tulkki, Go Yusa, Hiroyuki Sakaki

    AIP Conference Proceedings　893　999-1000　2007年

    DOI： 10.1063/1.2730232 　

    ISSN：0094-243X

    eISSN：1551-7616

  42. Electron spin and nuclear spin manipulation in semiconductor nanosystems 査読有り

    Yoshiro Hirayama, Go Yusa, Satoshi Sasaki

    Physica Status Solidi (B) Basic Research　243　(14)　3764-3772　2006年11月

    DOI： 10.1002/pssb.200642259 　

    ISSN：0370-1972

    eISSN：1521-3951

  43. Nanometre-scale nuclear-spin device for quantum information processing 査読有り

    Y. Hirayama, A. Miranowicz, T. Ota, G. Yusa, K. Muraki, S. K. Ozdemir, N. Imoto

    Journal of Physics Condensed Matter　18　(21)　S885-S900　2006年5月31日

    DOI： 10.1088/0953-8984/18/21/S13 　

    ISSN：0953-8984

    eISSN：1361-648X

  44. Self-sustaining resistance oscillations by electron-nuclear spin coupling in mesoscopic quantum hall systems 査読有り

    G. Yusa, K. Hashimoto, K. Muraki, T. Saku, Y. Hirayama

    AIP Conference Proceedings　772　1341-1342　2005年6月30日

    DOI： 10.1063/1.1994608 　

    ISSN：0094-243X

    eISSN：1551-7616

  45. Resistance oscillations by electron-nuclear spin coupling in microscopic quantum hall devices 査読有り

    Go Yusa, Katsushi Hashimoto, Koji Muraki, Tadashi Saku, Yoshiro Hirayama

    Japanese Journal of Applied Physics, Part 1: Regular Papers and Short Notes and Review Papers　44　(4 B)　2669-2671　2005年4月

    DOI： 10.1143/JJAP.44.2669 　

    ISSN：0021-4922

  46. Controlled multiple quantum coherence of nuclear spins in a nanometre-scale device 査読有り

    Go Yusa, Koji Muraki, Kel Takashina, Katsushi Hashimoto, Yoshiro Hirayama

    Nature　434　(7036)　1001-1005　2005年4月

    DOI： 10.1038/nature03456 　

    ISSN：0028-0836

    eISSN：1476-4687

  47. Self-sustaining resistance oscillations: Electron-nuclear spin coupling in mesoscopic quantum Hall devices 査読有り

    G Yusa, K Hashimoto, K Muraki, T Saku, Y Hirayama

    PHYSICAL REVIEW B　69　(16)　2004年4月

    DOI： 10.1103/PhysRevB.69.161302 　

    ISSN：1098-0121

    eISSN：2469-9969

  48. Intralayer backscattering in narrow GaAs/AlxGa1-xAs/GaAs bilayer channels - art. no. 085323

    G Yusa, K Muraki, T Saku, Y Hirayama

    PHYSICAL REVIEW B　69　(8)　2004年2月

    DOI： 10.1103/PhysRevB.69.085323 　

    ISSN：2469-9950

    eISSN：2469-9969

  49. Intralayer backscattering in narrow GaAs/Al<inf>x</inf>Ga<inf>1-x</inf>As/GaAs bilayer channels 査読有り

    G. Yusa, K. Muraki, T. Saku, Y. Hirayama

    Physical Review B - Condensed Matter and Materials Physics　69　(8)　2004年

    DOI： 10.1103/PhysRevB.69.085323 　

    ISSN：1098-0121

    eISSN：1550-235X

  50. Charged excitons at high magnetic fields: The effect of the surrounding electron gas 査読有り

    I. Bar-Joseph, G. Yusa, H. Shtrikman

    Solid State Communications　127　(12 SPEC.)　765-770　2003年9月

    DOI： 10.1016/S0038-1098(03)00570-2 　

    ISSN：0038-1098

  51. Photoluminescence in the fractional quantum Hall regime 査読有り

    G. Yusa, H. Shtrikman, I. Bar-Joseph

    Physica E: Low-Dimensional Systems and Nanostructures　12　(1-4)　49-54　2002年1月

    DOI： 10.1016/S1386-9477(01)00259-4 　

    ISSN：1386-9477

  52. Charged excitons in the fractional quantum hall regime 査読有り

    G. Yusa, H. Shtrikman, I. Bar-Joseph

    Physical Review Letters　87　(21)　216402-1　2001年11月19日

    DOI： 10.1103/PhysRevLett.87.216402 　

    ISSN：0031-9007

    eISSN：1079-7114

  53. Scattering of 2D electrons by self-organized anti-dots in n-AlGaAs/GaAs heterojunction channels 査読有り

    T. Kawazu, T. Noda, H. Kim, J. Irisawa, T. Yamabana, G. Yusa, C. Metzener, H. Sakaki

    Physica Status Solidi (B) Basic Research　224　(3)　707-710　2001年4月

    DOI： 10.1002/(SICI)1521-3951(200104)224:3<707::AID-PSSB707>3.0.CO;2-H 　

    ISSN：0370-1972

  54. Control of electron storage and memory characteristics of single and stacked InAs quantum dot layers embedded in GaAs/n-AlGaAs FET structures 査読有り

    H Kim, T Noda, G Yusa, T Kawazu, H Sakaki

    PROCEEDINGS OF THE 25TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON THE PHYSICS OF SEMICONDUCTORS, PTS I AND II　87　1805-1806　2001年

    ISSN：0930-8989

  55. From excitons to Fermi edge singularity 査読有り

    G Yusa, H Shtrikman, Bar-Joseph, I

    PROCEEDINGS OF THE 25TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON THE PHYSICS OF SEMICONDUCTORS, PTS I AND II　87　501-502　2001年

    ISSN：0930-8989

  56. Onset of exciton absorption in modulation-doped GaAs quantum wells 査読有り

    G Yusa, H Shtrikman, Bar-Joseph, I

    PHYSICAL REVIEW B　62　(23)　15390-15393　2000年12月

    DOI： 10.1103/PhysRevB.62.15390 　

    ISSN：1098-0121

    eISSN：1550-235X

  57. Modelling inter-dot Coulomb interaction effects in field effect transistors with an embedded quantum dot layer 査読有り

    C. Metzner, G. Yusa, H. Sakaki

    Superlattices and Microstructures　25　(3)　537-549　1999年3月

    DOI： 10.1006/spmi.1996.0228 　

    ISSN：0749-6036

  58. InAs quantum dot field effect transistors 査読有り

    G. Yusa, H. Sakaki

    Superlattices and Microstructures　25　(1-2)　247-250　1999年1月

    DOI： 10.1006/spmi.1998.0688 　

    ISSN：0749-6036

  59. Trapping of a single photogenerated hole by an InAs quantum dot in GaAs/n-AlGaAs quantum trap FET and its spectral response in the near-infrared regime 査読有り

    G. Yusa, H. Sakaki

    Physica E: Low-Dimensional Systems and Nanostructures　2　(1-4)　734-737　1998年7月15日

    DOI： 10.1016/S1386-9477(98)00150-7 　

    ISSN：1386-9477

  60. MBE growth of novel GaAs/n-AlGaAs field-effect transistor structures with embedded InAs quantum traps and their transport characteristics 査読有り

    G. Yusa, H. Sakaki

    Journal of Crystal Growth　175-176　(PART 2)　730-735　1997年5月

    DOI： 10.1016/S0022-0248(96)00927-X 　

    ISSN：0022-0248

  61. Trapping of photogenerated carriers by InAs quantum dots and persistent photoconductivity in novel GaAs/n-AlGaAs field-effect transistor structures 査読有り

    G. Yusa, H. Sakaki

    Applied Physics Letters　70　(3)　345-347　1997年1月20日

    DOI： 10.1063/1.119068 　

    ISSN：0003-6951

  62. Resonant tunneling of electrons via 20 nm scale InAs quantum dot and magnetotunneling spectroscopy of its electronic states 査読有り

    M Narihiro, G Yusa, Y Nakamura, T Noda, H Sakaki

    APPLIED PHYSICS LETTERS　70　(1)　105-107　1997年1月

    DOI： 10.1063/1.119276 　

    ISSN：0003-6951

  63. GaAs/n-AlGaAs field-effect transistor with embedded InAs quantum traps and its programmable threshold characteristics 査読有り

    G. Yusa, H. Sakaki

    Electronics Letters　32　(5)　491-493　1996年2月29日

    DOI： 10.1049/el:19960293 　

    ISSN：0013-5194

  64. Nanometer-scale GaAs dot structures fabricated using in-situ gas etching technique with InAs dots as mask 査読有り

    G Yusa, H Noge, Y Kadoya, T Someya, T Suga, P Petroff, H Sakaki

    COMPOUND SEMICONDUCTORS 1995　145　955-960　1996年

    ISSN：0951-3248

  65. Fabrication of 10-Nanometer-Scale Gaas Dot Structures by in sItu Selective Gas Etching with Self-Assembled Inas Dots as a Mask 査読有り

    Go Yusa, Hiroshi Noge, Yutaka Kadoya, Takao Someya, Tadatomo Suga, Pierre Petroff, Hiroyuki Sakaki

    Japanese Journal of Applied Physics　34　(9)　L1198-L1201　1995年9月

    DOI： 10.1143/JJAP.34.L1198 　

    ISSN：0021-4922

    eISSN：1347-4065

  66. Transport properties of two-dimensional electron gas in AlGaAs/GaAs selectively doped heterojunctions with embedded InAs quantum dots 査読有り

    H. Sakaki, G. Yusa, T. Someya, Y. Ohno, T. Noda, H. Akiyama, Y. Kadoya, H. Noge

    Applied Physics Letters　67　(23)　3444-3446　1995年

    DOI： 10.1063/1.115274 　

    ISSN：0003-6951

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MISC 68

  1. Electrically induced bulk and edge excitations in the fractional quantum Hall regime

    Quentin France, Yunhyeon Jeong, Akinori Kamiyama, Takaaki Mano, Ken-ichi Sasaki, Masahiro Hotta, Go Yusa

    2025年2月3日

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    We apply a voltage pulse to electrically excite the incompressible region of a two-dimensional electron liquid in the $\nu=2/3$ fractional quantum Hall state and investigate the collective excitations in both the edge and bulk via photoluminescence spectral energy shifts. Introducing an offset in the voltage pulse significantly enhances the excitation signal. Real-space and time-resolved measurements reveal the dynamics of the bulk excitations, with an estimated group velocity of approximately $3 \times 10^4$ m/s. These bulk excitations align well with the magneto-plasmon model. Our results highlight the topological link between edge and bulk states, providing a novel approach to exploring solid-state analogs of quantum gravity.

  2. Enhancing Spin Diffusion in GaAs Quantum Wells: The Role of Electron Density and Channel Width

    B. W. Grobecker, A. V. Poshakinskiy, S. Anghel, T. Mano, G. Yusa, M. Betz

    2025年1月14日

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    This study explores the relationship between spin diffusion, spin lifetime, electron density and lateral spatial confinement in two-dimensional electron gases hosted in GaAs quantum wells. Using time-resolved magneto-optical Kerr effect microscopy, we analyze how Hall-bar channel width and back-gate voltage modulation influence spin dynamics. The results reveal that the spin diffusion coefficient increases with reduced channel widths, a trend further amplified at lower electron concentrations achieved via back-gate voltages, where it increases up to 150% for the narrowest channels. The developed theoretical model confirms the spatial inhomogeneities in the spin diffusion as arising from electron-density variations within the channels. The results underscore the importance of tuning electron density and spatial geometry to optimize spin transport and coherence, providing valuable design considerations for spintronic devices where efficient spin manipulation is crucial.

  3. エッジマグネトプラズモンの実時間顕微測定

    神山晃範, 松浦雅広, MOORE John N., 間野高明, 遊佐剛, 遊佐剛

    日本物理学会講演概要集(CD-ROM)　76　(2)　2021年

    ISSN： 2189-079X

  4. 分数量子ホールエッジ状態の実空間・実時間観察

    神山晃範, 松浦雅広, MOORE John N., 間野高明, 野田武司, 遊佐剛, 遊佐剛

    日本物理学会講演概要集(CD-ROM)　75　(2)　2020年

    ISSN： 2189-079X

  5. 時間分解顕微分光法を用いた量子ホール系における荷電励起子ダイナミクスの研究

    松浦雅広, 神山晃範, MOORE John, 間野高明, 野田武司, 遊佐剛, 遊佐剛

    日本物理学会講演概要集(CD-ROM)　74　(2)　2019年

    ISSN： 2189-079X

  6. 光検出MRI法によるナノスケールイメージングの物性物理への展開

    遊佐剛

    旭硝子財団研究助成成果発表会　2018　2018年

  7. 光検出MRI法によるナノスケールイメージングの物性物理への展開

    遊佐剛

    旭硝子財団助成成果報告書(Web)　2018　2018年

  8. 空間・時間分解PLを用いたGaNの局所励起子応答

    神山晃範, 小島一信, 遊佐剛, 秩父重英

    応用物理学会秋季学術講演会講演予稿集(CD-ROM)　79th　2018年

    ISSN： 2436-7613

  9. 原子層物質InSeの顕微光学特性

    柏木一成, PATANE Amalia, 遊佐剛, BHUIYAN Mahabub, KUDRYNSKYI Zakhar

    日本物理学会講演概要集(CD-ROM)　72　(1)　2017年

    ISSN： 2189-079X

  10. 量子ホールエッジにおける量子エネルギーテレポーテーションの試み

    松浦雅広, 野田武司, 間野高明, 柴田尚和, 堀田昌寛, 遊佐剛

    日本物理学会講演概要集(CD-ROM)　72　(2)　2017年

    ISSN： 2189-079X

  11. 希釈磁性半導体InMnSeの基礎特性

    柏木一成, AMALIA Patene, 遊佐剛

    応用物理学会秋季学術講演会講演予稿集(CD-ROM)　78th　2017年

    ISSN： 2436-7613

  12. Non-equilibrium fractional quantum Hall states visualized by optically detected MRI

    John N. Moore, Junichiro Hayakawa, Takaaki Mano, Takeshi Noda, Go Yusa

    2016年6月21日

    DOI： 10.1103/PhysRevLett.118.076802 　

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    Using photoluminescence microscopy enhanced by MRI, we visualize in real space both electron and nuclear polarization occurring in non-equilibrium FQH liquids. We observe stripe-like regions comprising FQH excited states which discretely form when the FQH liquid is excited by a source-drain current. These regions are topologically protected and deformable, and give rise to bidirectionally polarized nuclear spins as spin-resolved electrons flow across their boundaries.

  13. 偏光分光実空間マッピングによる分数量子ホール液体の相転移の解明

    遊佐剛

    日本物理学会講演概要集(CD-ROM)　70　(1)　2015年

    ISSN： 2189-079X

  14. 量子論の広がり : 非局所相関と不確定性 量子エネルギーテレポーテーション

    堀田 昌寛, 遊佐 剛

    日本物理学会誌　69　(9)　613-622　2014年9月

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

    ISSN： 0029-0181

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    現在広範なテーマを巻き込みながら,量子情報と量子物理が深いレベルから融合する量子情報物理学という分野が生まれ成長しつつある.なぜ様々な量子物理学に量子情報理論が現れてくるのだろうか.それには量子状態が本質的に認識論的情報概念であるということが深く関わっていると思われる.ボーアを源流とする認識論的な現代的コペンハーゲン解釈は量子情報分野を中心に定着してきた.この量子論解釈に基づいた量子情報物理学の視点からは存在や無という概念も認識論的であり,測定や観測者に対する強い依存性がある.本稿ではこの「存在と無」の問題にも新しい視点を与える量子エネルギーテレポーテーション(Quantum Energy Teleportation;QET)を解説しつつ,それが描き出す量子情報物理学的世界観を紹介していく.QETとは,多体系の基底状態の量子縺れを資源としながら,操作論的な意味のエネルギー転送を局所的操作と古典通信(Local Operations and Classical Communication;LOCC)だけで達成する量子プロトコルである.量子的に縺れた多体系の基底状態においてある部分系の零点振動を測定すると,一般に測定後状態の系は必ず励起エネルギーを持つ.これは基底状態の受動性(passivity)という性質からの帰結である.このため情報を測定で得るアリスには,必ず測定エネルギーの消費という代償を伴う.またアリスの量子系は量子縺れを通じてボブの量子系の情報も持っている.従ってアリスは,ボブの系のエネルギー密度の量子揺らぎの情報も同時に得る.これによって起こるボブの量子系の部分的な波動関数の収縮により,測定値に応じてアリスにとってはボブの量子系に抽出可能なエネルギーがまるで瞬間移動(テレポート,teleport)したように出現する.一方,この時点ではまだボブはアリスの測定結果を知らない.またアリスの測定で系に注入された励起エネルギーもまだアリス周辺に留まっており,ボブの量子系には及んでいない.従って対照的にボブにとってはボブの量子系は取り出せるエネルギーが存在しない「無」の状態のままである.このように,現代的コペンハーゲン解釈で許される観測者依存性のおかげで,エネルギーがテレポートしたように見えても因果律は保たれている.非相対論的モデルを前提にして,系のエネルギー伝搬速度より速い光速度でアリスが測定結果をボブに伝えたとしよう.アリスが測定で系に注入したエネルギーはボブにまだ届いていないにも関わらず,情報を得たボブにも波動関数の収縮が起こり,自分の量子系から取り出せるエネルギーの存在に気付く.そしてボブは測定値毎に異なる量子揺らぎのパターンに応じて適当な局所的操作を選び,エネルギー密度の量子揺らぎを抑えることが可能となる.その結果ボブは平均的に正のエネルギーを外部に取り出すことが可能となる.これがQETである.このQETは量子ホール系を用いて実験的に検証できる可能性が高い.一方,相対論的なQETモデルはブラックホールエントロピー問題にも重要な切り口を与える.

  15. 28pPSA-6 量子ホール系におけるedge magnetoplasmonの輸送特性(28pPSA 領域4ポスターセッション,領域4(半導体,メゾスコピック系・局在))

    山口 薫, 間野 高明, 野田 武司, 遊佐 剛

    日本物理学会講演概要集　69　(1)　714-714　2014年3月5日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

    ISSN： 1342-8349

  16. 荷電励起子でみる二次元電子系における核スピン偏極現象の空間観察

    遊佐剛

    日本物理学会講演概要集　68　(1)　2013年

    ISSN： 1342-8349

  17. 高電界印加時の荷電励起誇子による半導体2次元電子系の実空間観察

    堀込康隆, 早川純一郎, 岩田晃, 遊佐剛

    日本物理学会講演概要集　68　(2)　2013年

    ISSN： 1342-8349

  18. 27pCJ-8 分数量子ホール状態の実空間観察(27pCJ 量子ホール効果(分数量子ホール効果・核スピン),領域4(半導体,メゾスコピック系・局在))

    早川 純一朗, 村木 康二, 遊佐 剛

    日本物理学会講演概要集　67　(1)　760-760　2012年3月5日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

    ISSN： 1342-8349

  19. (111)面におけるCVDを用いたダイヤモンドの選択成長

    発地暁, 大倉佑介, 遊佐剛

    応用物理学会学術講演会講演予稿集(CD-ROM)　73rd　2012年

  20. CVDによる(111)面ダイヤモンドの選択成長

    発地暁, 大倉佑介, 遊佐剛

    ダイヤモンドシンポジウム講演要旨集　26th　2012年

  21. 量子ホール系と核スピン

    遊佐 剛

    日本磁気学会研究会資料 = Bulletin of Topical Symposium of the Magnetics Society of Japan　181　29-34　2011年12月7日

    出版者・発行元： 日本磁気学会

    ISSN： 1882-2940

  22. 25aHG-1 ν=2/3スピン相転移近傍での円偏光顕微フォトルミネッセンス(25aHG 量子ホール効果(分数量子ホール効果),領域4(半導体,メゾスコピック系・局在))

    早川 純一朗, 村木 康二, 遊佐 剛

    日本物理学会講演概要集　66　(1)　695-695　2011年3月3日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

    ISSN： 1342-8349

  23. 20pHV-5 v=2/3スピン相転移の顕微フォトルミネッセンス(20pHV 量子ホール効果,領域4(半導体,メゾスコピック系・局在))

    早川 純一朗, 村木 康二, 遊佐 剛

    日本物理学会講演概要集　65　(1)　702-702　2010年3月1日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

    ISSN： 1342-8349

  24. 21pGV-2 トリオンと量子ホール系の分光(21pGV 領域5,領域4,領域8合同シンポジウム:半導体のキャリアドーピングと光,領域5(光物性))

    遊佐 剛

    日本物理学会講演概要集　65　(1)　759-759　2010年3月1日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

    ISSN： 1342-8349

  25. 21pGV-2 トリオンと量子ホール系の分光(21pGV 領域5,領域4,領域8合同シンポジウム:半導体のキャリアドーピングと光,領域8(強相関系:高温超伝導,強相関f電子系など))

    遊佐 剛

    日本物理学会講演概要集　65　(1)　639-639　2010年3月1日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

    ISSN： 1342-8349

  26. トリオンと量子ホール系の分光

    遊佐剛

    日本物理学会講演概要集　65　(1)　2010年

    ISSN： 1342-8349

  27. 半導体ナノ構造中の同核種および異核種スピン結合のコヒーレント制御

    遊佐剛

    村田学術振興財団年報　(24)　2010年

    ISSN： 0919-3383

  28. 27pVE-13 光照射下における二次元電子系の伝導及び発光特性の研究(27pVE 量子井戸・超格子・光応答,領域4(半導体,メゾスコピック系・局在))

    早川 純一朗, 川村 昂, 桑野 信, 小野満 恒二, 藤澤 利正, 遊佐 剛

    日本物理学会講演概要集　64　(1)　688-688　2009年3月3日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

    ISSN： 1342-8349

  29. 20pYK-9 v=2/3分数量子ホール状態における核スピン偏極の光検出(20pYK 量子ホール効果,領域4(半導体,メゾスコピック系・局在))

    早川 純一朗, 川村 昂, Rossander Lea Hildebrandt, 桑野 信, 小野満 恒二, 宮下 宣, 藤澤 利正, 遊佐 剛

    日本物理学会講演概要集　63　(2)　598-598　2008年8月25日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

    ISSN： 1342-8349

  30. 23aQG-1 量子ホール状態を用いた局所的NMR(23aQG 磁気共鳴一般・実験技術開発・磁性一般,領域3(磁性,磁気共鳴))

    川村 昂, 早川 純一朗, 小野満 恒二, 宮下 宣, 藤澤 利正, 遊佐 剛

    日本物理学会講演概要集　63　(2)　429-429　2008年8月25日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

    ISSN： 1342-8349

  31. 磁性スピンエレクトロニクスのアカデミックロードマップ

    岡林潤, 遊佐剛, 遊佐剛, 大島弘敬, 秋永広幸

    応用物理学関係連合講演会講演予稿集　55th　2008年

  32. 量子ホール系と核スピン

    遊佐剛

    パリティ　23　(1)　2008年1月

    出版者・発行元： 丸善株式会社

    ISSN： 0911-4815

  33. Decoherence of nuclear spins in a GaAs quantum well probed by a submicron scale all-electrical NMR device

    OTA T., KUMADA N., YUSA G., MIYASHITA S., FUJISAWA T., HIRAYAMA Y.

    Extended abstracts of the ... Conference on Solid State Devices and Materials　2007　1130-1131　2007年9月19日

  34. 18pRC-2 抵抗検出NMRでみる核スピン間の双極子相互作用によるデコヒーレンス効果(量子ホール効果(実験),領域4,半導体,メゾスコピック系・局在)

    太田 剛, 熊田 倫雄, 遊佐 剛, 宮下 宣, 藤澤 利正, 平山 祥郎

    日本物理学会講演概要集　62　(1)　658-658　2007年2月28日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

    ISSN： 1342-8349

  35. Nuclear spins in a nanoscale device for quantum information processing

    Ş K. Özdemir, A. Miranowicz, T. Ota, G. Yusa, N. Imoto, Y. Hirayama

    e-Journal of Surface Science and Nanotechnology　4　669-673　2006年12月29日

    DOI： 10.1380/ejssnt.2006.669 　

    ISSN： 1348-0391

    eISSN： 1348-0391

  36. 25pXL-4 GaAs核スピン高偏極デバイスにおける核四重極相互作用(25pXL 量子ホール効果,領域4(半導体,メゾスコピック系・局在))

    太田 剛, 熊田 倫雄, 村木 康二, 遊佐 剛, 宮下 宣, 平山 祥郎

    日本物理学会講演概要集　61　(2)　552-552　2006年8月18日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

    ISSN： 1342-8349

  37. 全電気的GaAs核スピン偏極デバイスにおける擬純粋状態の生成

    太田剛, 太田剛, 遊佐剛, 遊佐剛, 熊田倫雄, 村木康二, 宮下宣, 平山祥郎, 平山祥郎

    応用物理学関係連合講演会講演予稿集　53rd　(1)　2006年

  38. Individual Mechanisms of Nuclear Spin Decoherence in a Nanoscale GaAs NMR Device

    Go Yusa, Norio Kumada, Koji Muraki, Yoshiro Hirayama

    2005年10月12日

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    We study decoherence of nuclear spins in a nanoscale GaAs device based on resistively detected nuclear magnetic resonance (NMR). We demonstrate how the spin echo technique can be modified for our system, and this is compared to the damping of Rabi-type coherent oscillations. By selectively decoupling nuclear-nuclear and electron-nuclear spin, we determine decoherence rates due to individual mechanisms, namely, direct or indirect dipole coupling between different or like nuclides and electron-nuclear spin coupling. The data reveal that the indirect dipole coupling between Ga and As mediated by conduction electrons has the strongest contribution, whereas the direct dipole coupling between them has the smallest, reflecting the magic angle condition between the As-Ga bonds and the applied magnetic field.

  39. 19pYC-10 GaAsナノ構造における核スピンのデコヒーレンス機構(量子ホール効果,領域4(半導体,メゾスコピック系・局在))

    遊佐 剛, 熊田 倫雄, 村木 康二, 平山 祥郎

    日本物理学会講演概要集　60　(2)　526-526　2005年8月19日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

    ISSN： 1342-8349

  40. 20aYC-3 GaAsナノデバイスを用いたν=2/3分数量子ホール状態におけるNMRスペクトルの観測(量子ホール効果,領域4(半導体,メゾスコピック系・局在))

    太田 剛, 遊佐 剛, 村木 康二, 熊田 倫雄, 宮下 宣, 平山 祥郎

    日本物理学会講演概要集　60　(2)　531-531　2005年8月19日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

    ISSN： 1342-8349

  41. 25pZC-6 量子ホール系における核スピン制御(領域4シンポジウム,領域4(半導体, メゾスコピック系・局在))

    平山 祥郎, 遊佐 剛, 村木 康二

    日本物理学会講演概要集　60　(1)　649-649　2005年3月4日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

    ISSN： 1342-8349

  42. Resistance Oscillations by Electron-Nuclear Spin Coupling in Microscopic Quantum Hall Devices

    YUSA Go, HASHIMOTO Katsushi, MURAKI Koji, SAKU Tadashi, HIRAYAMA Yoshiro

    Extended abstracts of the ... Conference on Solid State Devices and Materials　2004　888-889　2004年9月15日

  43. 13aYB-12 分数量子ホールデバイスにおける電子-核スピンを用いたナノ領域での核スピンのコヒーレント制御(半導体スピン物性, 領域 4)

    遊佐 剛, 村木 康二, 橋本 克之, 平山 祥郎

    日本物理学会講演概要集　59　(2)　598-598　2004年8月25日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

    ISSN： 1342-8349

  44. ナノスケールデバイスによる核スピンのコヒーレント制御

    遊佐剛, 村木康二, 橋本克之, 平山祥郎

    応用物理学会学術講演会講演予稿集　65th　(1)　2004年

  45. 22aTL-10 ナノ構造中の分数量子ホール電子による核スピンの制御

    遊佐 剛, 橋本 克之, 村木 康二, 佐久 規, 平山 祥郎

    日本物理学会講演概要集　58　(2)　595-595　2003年8月15日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

    ISSN： 1342-8349

  46. 31aZP-7 結合量子細線の磁場中電気伝導特性

    遊佐 剛, 村木 康二, 佐久 規, 平山 祥郎

    日本物理学会講演概要集　58　(1)　670-670　2003年3月6日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

    ISSN： 1342-8349

  47. 二重量子細線の作成と電気伝導特性

    遊佐剛, 宮下宣, 佐久規, 村木康二, 平山祥郎

    応用物理学会学術講演会講演予稿集　63rd　(3)　2002年

  48. InGaAs量子ドット埋め込みヘテロ接合チャネルにおける局在効果

    川津琢也, 遊佐剛, 野田武司, 榊裕之

    応用物理学会学術講演会講演予稿集　63rd　(3)　2002年

  49. InAs系量子ドット埋込みヘテロFET構造における電子蓄積とメモリ機能の制御

    KIM H., 野田武司, 遊佐剛, 川津琢也, 榊裕之

    応用物理学会学術講演会講演予稿集　61st　(3)　2000年

  50. 自己形成ドットによる2次元電子の散乱と移動度

    川津琢也, 野田武司, 遊佐剛, 榊裕之, KIM H

    応用物理学会学術講演会講演予稿集　60th　(1)　1999年

  51. 自己形成ドットによる2次元電子の散乱と移動度

    川津琢也, 野田武司, 遊佐剛, KIM H, 榊裕之

    応用物理学会学術講演会講演予稿集　60th　(3)　1999年

  52. InAs量子ドットを埋め込んだポイントコンタクトの試作と伝導特性

    田中健一, 遊佐剛, 榊裕之

    応用物理学関係連合講演会講演予稿集　46th　(1)　1999年

  53. InAs量子ドットFET構造における伝導特性およびメモリ効果の考察

    KIM H, 遊佐剛, 榊裕之

    応用物理学関係連合講演会講演予稿集　46th　(3)　1999年

  54. InAs量子ドットを埋め込んだポイントコンタクトの試作と伝導特性

    田中健一, 遊佐剛, 榊裕之

    応用物理学関係連合講演会講演予稿集　46th　(3)　1999年

  55. 自己形成InAs量子ドットのCV測定

    成広光, 神谷格, 小林靖之, 天内英隆, 近藤直樹, 遊佐剛, 榊裕之

    応用物理学関係連合講演会講演予稿集　45th　(3)　1998年

  56. Ga-FIB注入したAlGaAs/GaAs FET構造におけるメモリ機能と単一電子効果 (II)

    KIM H, 野田武司, 遊佐剛, 榊裕之

    応用物理学会学術講演会講演予稿集　59th　(3)　1998年

  57. Ga-FIB注入したAlGaAs/GaAs FET構造におけるメモリ機能と単一電子効果 (II)

    KIM H, 野田武司, 遊佐剛, 榊裕之

    応用物理学会学術講演会講演予稿集　59th　(1)　1998年

  58. InAs量子ドット共鳴トンネルダイオードのキャパシタンス測定

    成広充, 遊佐剛, 榊裕之

    応用物理学会学術講演会講演予稿集　58th　(3)　1997年

  59. InAs量子ドット共鳴トンネルダイオードの電気伝導特性

    成広充, 遊佐剛, 榊裕之

    応用物理学関係連合講演会講演予稿集　44th　1997年

  60. GaAs/n-AlGaAs FETにおけるInAs量子ドットの電子の捕獲動作と再放出過程

    遊佐剛, 榊裕之

    応用物理学関係連合講演会講演予稿集　44th　1997年

  61. InAs量子ドットを埋め込んだ新しいFET構造とその電気伝導特性

    遊佐剛, 榊裕之

    応用物理学関係連合講演会講演予稿集　43rd　(3)　1996年

  62. 真空一貫プロセスにより作製したGaAs量子ドットのフォトルミネッセンス特性

    野毛宏, 遊佐剛, 角屋豊, 辻野壮一郎, 榊裕之

    応用物理学会学術講演会講演予稿集　57th　1996年

  63. InAs量子ドットを挿入したGaAs/n-AlGaAs photo FETの電気伝導特性

    遊佐剛, 榊裕之

    応用物理学会学術講演会講演予稿集　57th　(3)　1996年

  64. InAsドットをエッチング・マスクとした真空一貫プロセスにより形成したGaAsドット構造

    野毛宏, 遊佐剛, 角屋豊, 榊裕之

    応用物理学関係連合講演会講演予稿集　43rd　(1)　1996年

  65. InAs量子dotを埋め込んだAlAs単一障壁ダイオードの電気伝導特性

    成広充, 遊佐剛, 榊裕之

    応用物理学関係連合講演会講演予稿集　43rd　(3)　1996年

  66. InAs量子ドットを埋め込んだAlAs単一障壁トンネルダイオードの電気特性 2

    成広充, 遊佐剛, 榊裕之

    応用物理学会学術講演会講演予稿集　57th　(3)　1996年

  67. InAsドットをエッチング・マスクとした真空一貫プロセスにより形成したGaAsドット構造

    野毛宏, 遊佐剛, 角屋豊, 榊裕之

    応用物理学関係連合講演会講演予稿集　43rd　(3)　1996年

  68. InAsドットを埋め込んだ単一ヘテロ構造における電気伝導特性

    遊佐剛, 染谷隆夫, 大野祐三, 榊裕之

    応用物理学関係連合講演会講演予稿集　42nd　(Pt 3)　1995年

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講演・口頭発表等 64

  1. ポテンシャル空間勾配による局在エッジ状態の長距離変形

    鄭潤賢, John, N. Moore, 堀田昌寛, 間野高明, 遊佐剛

    日本物理学会　2026年3月23日

  2. アナログワームホールに向けた量子ホールバルク・エッジ励起

    鰈崎太貴, 鄭潤賢, John Nicholas Moore, 間野高明, 堀田昌寛, 高柳匡, 遊佐剛

    日本物理学会　2026年3月23日

  3. Progress in Laboratory Quantum Cosmology with Quantum Hall Systems 招待有り

    International workshop Extreme Universe 2025　2025年10月29日

  4. 膨張する量子ホールエッジの現在と課題

    鄭潤賢, 堀田昌寛, 間野高明, 遊佐剛

    場の理論の新しい計算方法2024　2024年12月20日

  5. Toward quantum cosmology experiments in quantum Hall edges and probing their spacetime by ultrafast microscopy 招待有り

    2024年8月28日

  6. 量子ホールエッジで創る時空を発光で探る 招待有り

    遊佐剛

    日本物理学会年次大会　2023年9月17日

  7. Toward quantum cosmology experiments in quantum Hall edges and probing their spacetime by ultrafast microscopy 招待有り

    2023年9月6日

  8. Real-space and time visualization of excitons of the fractional quantum Hall edge 招待有り

    QHEdge-Grenoble　2023年7月4日

  9. 時間・空間分解分光による量子ホール系の探索 招待有り

    遊佐剛

    応用物理学会秋季学術講演会　2022年9月22日

  10. 量子ホールエッジチャネルにおける一次元熱輸送の撮像

    John N. Moore, 神山晃範, 間野高明, 遊佐剛

    日本物理学会　2022年9月14日

  11. Toward quantum cosmology experiments in quantum Hall systems 招待有り

    Go Yusa

    KEK IPNS-IMSS-QUP Joint workshop　2022年2月9日

  12. 実空間でみる分数量子ホール系の物理 招待有り

    遊佐剛

    Spin-RNJ年次報告会　2021年

  13. 分数量子ホールエッジ状態の実空間・実時間観察

    神山晃範, 松浦雅広, John N. Moore, 間野高明, 野田武司, 遊佐剛

    日本物理学会 2020年秋季大会　2020年9月

  14. Manipulation of wavepackets for the implementation of quantum protocol via the quantum Hall system

    Go Yusa

    2019年12月9日

  15. 時間分解顕微分光法を用いた量子ホール系における荷電励起子ダイナミクスの研究

    松浦雅広, 神山晃範, Moore John, 間野高明, 野田武司, 遊佐剛

    東北大学＆理研 第一回連携ワークショップ テラヘルツ光研究の新展開と産業応用への展望　2019年10月23日

  16. 磁場印加PL顕微鏡を用いたGaN微細構造への酸素取り込みの研究

    神山晃範, 小島一信, 秩父重英, 遊佐剛

    東北大学＆理研 第一回連携ワークショップ テラヘルツ光研究の新展開と産業応用への展望　2019年10月23日

  17. 時間分解顕微分光法を用いた量子ホール系における荷電励起子ダイナミクスの研究

    松浦雅広, 神山晃範, Moore John, 間野高明, 野田武司, 遊佐剛

    日本物理学会 2019 年秋季大会　2019年9月12日

  18. Fractional quantum Hall fluid imaged by optically detected micro-MRI 招待有り

    Go Yusa

    International conference on "Emerging Advancement in Science & Technology"　2019年9月5日

  19. 空間・時間分解PL を用いたGaN の局所励起子応答

    神山晃範, 小島一信, 遊佐剛, 秩父重英

    応用物理学会　2018年9月

  20. Optically imaged stripes in fractional quantum Hall liquid 国際会議 招待有り

    遊佐 剛

    23rd International Conference on High Magnetic Fields in Semiconductor Physics　2018年7月23日

  21. Anomalous quantum Hall skyrmion transition with long-range orde

    Nicholas, N. Moore, Hikaru Iwata, Junichiro Hayakawa, Takaaki Mano, Takeshi Noda, Naokazu Shibata, Go Yusa

    Kick-off Symposium for World Leading Research Centers　2018年2月

  22. Transmission and reflection of charge density waves in a quantum Hall edge controlled by a metal gate

    Matsuura Masahiro, Mano Takaaki, Noda Takeshi, Shibata Naokazu, Hotta Masahiro, Yusa Go

    Kick-off Symposium for World Leading Research Centers　2018年2月

  23. 実空間観察でみる分数量子ホール系の非平衡状態 招待有り

    遊佐剛

    非平衡・非エルミート系の新奇量子現象　2018年

  24. Domain structures and nuclear spins in the quantum Hall regime observed in real-space and real-time 招待有り

    遊佐 剛

    International Workshop on Physics of Semiconductor Devices　2017年12月

  25. First-order phase transition of quantum Hall skyrmions observed by photoluminescence microscopy

    J. N. Moore, J. Hayakawa, H. Iwata, T. Mano, T. Noda, G. Yusa

    ISNTT2017　2017年12月

  26. 量子ホールエッジにおける量子エネルギーテレポーテーションの試み

    松浦雅広, 野田武司, 間野高明, 堀田昌寛, 遊佐剛

    日本物理学会　2017年9月

  27. 希釈磁性半導体InMnSeの基礎特性

    柏木一成, Amalia Patane, 遊佐剛

    応用物理学会　2017年9月

  28. Photoluminescence investigation of a quantum Hall skyrmion transition

    Nicholas, N. Moore, Hikaru Iwata, Junichiro Hayakawa, Takaaki Mano, Takeshi Noda, Naokazu Shibata, Go Yusa

    EP2DS2017　2017年7月

  29. Quantum Hall skyrmions investigated by photoluminescence

    J. N. Moore, J. Hayakawa, H. Iwata, T. Mano, T. Noda, G. Yusa

    日本物理学会2017年春季大会　2017年3月

  30. 原子層物質InSeの低温、強磁場での顕微光学特性

    柏木一成, Amalia Patane, 遊佐剛

    日本物理学会2017年春季大会　2017年3月

  31. Anomalous quantum Hall skyrmion transition with long-range ordering

    Nicholas, N. Moore, Hikaru Iwata, Junichiro Hayakawa, Takaaki Mano, Takeshi Noda, Naokazu Shibata, Go Yusa

    2017年

  32. Hybrid quantum systems based on two-dimensional van der Waals crystals 招待有り

    A.Patene

    2017年

  33. Spatial-temporal photoluminescence imaging of non-equilibrium fractional quantum Hall liquid dynamics 国際会議

    J. N. Moore, J. Hayakawa, T. Mano, T. Noda, G. Yusa

    33th International Conference on the Physics of Semiconductors　2016年7月31日

  34. Real-space imaging of fractional quantum Hall liquid 国際会議 招待有り

    遊佐 剛

    EMN Spring 2016　2016年3月8日

  35. Real-space and real-time imaging of non-equilibrium fractional quantum Hall liquid dynamics

    J. N. Moore, J. Hayakawa, T. Mano, T. Noda, G. Yusa

    日本物理学会2016年春季大会　2016年3月

  36. Topological structures of the fractional quantum Hall state in real-space images

    J. N. Moore, J. Hayakawa, T. Mano, T. Noda, G. Yusa

    「トポロジーが紡ぐ物質科学のフロンティア」第1回領域研究会　2015年11月

  37. Nuclear polarization in a topological excited state of the fractional quantum Hall effect 国際会議

    J. N. Moore, J. Hayakawa, T. Mano, T. Noda, G. Yusa

    Quantum Nanostructures and electron-nuclear spin interaction　2015年10月19日

  38. Real-space Imaging ofFractional Quantum Hall liquid in non-equilibrium state 国際会議

    J. N. Moore, J. Hayakawa, T. Mano, T. Noda, G. Yusa

    Physics of bulk-edge correspondence & its universality From solid state physics to cold atoms workshop 2015　2015年9月27日

  39. A new topological state of the fractional quantum Hall effect imaged by spin-sensitive photoluminescence microscopy

    J. N. Moore, J. Hayakawa, T. Mano, T. Noda, G. Yusa

    日本物理学会2015年秋季大会　2015年9月

  40. Real-space Imaging of Fractional Quantum Hall Effect 国際会議

    Physics for Sustainable Development & Technology (ICPSDT-2015)　2015年8月19日

  41. Spatial electron spin imaging for investigation of dynamic nuclear polarization inthe fractional quantum Hall effect breakdown regime 国際会議

    J. N. Moore, J. Hayakawa, T. Mano, T. Noda, G. Yusa

    The 21th international conference on Electronic Properties of Two-Dimensional Systems　2015年7月26日

  42. 偏光分光実空間マッピングによる分数量子ホール液体の相転移の解明

    日本物理学会第70回年次大会　2015年3月

  43. Implementation of quantum energy teleportation via the quantum Hall system 国際会議

    YITP Workshop on Quantum Information Physics　2014年8月

  44. Real-space Imaging of Fractional Quantum Hall Effect 国際会議

    International conference on quantum information and quantum computation　2013年12月

  45. Real-space Imaging of Fractional Quantum Hall Effect 国際会議

    The 3rd Summer School on Semiconductor/Superconducting Quantum Coherence Effects and Quantum Information　2013年8月

  46. Real-space Imaging of Fractional Quantum Hall Effect 国際会議

    J. Hayakawa, K. Muraki

    The 20th international conference on Electronic Properties of Two-Dimensional Systems　2013年7月1日

  47. Quantum Energy Protocol in the Quantum Hall System 国際会議

    International Conference on Quantum Information and Quantum Computing　2013年1月7日

  48. Quantum Energy teleportation in the Quantum Hall System 国際会議

    Quantum Vacuum Kawatabi　2012年10月21日

  49. Real-space Imaging of Fractional Quantum Hall liquids 国際会議

    DYCE International Workshop　2012年8月7日

  50. Passivity breaking in the quantum Hall system 国際会議

    W. Izumida, M. Hotta

    The 19th international conference on Electronic Properties of Two-Dimensional Systems　2011年7月25日

  51. Imaging method for microscopic multi-nuclear spin systems (I > 1/2) 国際会議

    T. Kawamura

    International Symposium on Nanoscale Transport and Technology　2011年1月11日

  52. Optical studies of the spin-phase transtion in the nu=2/3 fractional quantum Hall state 国際会議

    J. Hayakawa, K. Muraki

    International Symposium on Nanoscale Transport and Technology　2011年1月11日

  53. Electrically controlled quantum coherences of nuclear spins in GaAs point contacts 国際会議

    IVth International Workshop on the Physics of Semiconductor Devices　2009年12月15日

  54. Resistively detected NMR in semiconductor nanostructures 国際会議

    IISc(Indian Institute of Science) Centenary Symposium on Future Directions in NMR　2008年10月

  55. Electrically Controlled Quantum Coherences of Nuclear Spins in GaAs Point Contacts 国際会議

    K. Muraki, Y. Hirayama

    CNSI-RIEC Workshop　2008年10月

  56. Electrically controlled quantum coherences of nuclear spins in GaAs point contacts 国際会議

    K. Muraki, Y. Hirayama

    The 34th International Symposium on Compound Semiconductors　2007年9月

  57. Controlled multiple quantum coherences of nuclear spins in a nanoscale device 国際会議

    K. Muraki, Y. Hirayama

    International Conference on Electronic Properties of Two-dimensional Systems and Modulated Semiconductor Structures　2007年7月

  58. Resistively detected NMR in a nanoscale device and direct detection of multiple quantum coherences 国際会議

    Gordon Research Conference Magnetic Resonance　2007年6月

  59. Coherent manipulation of nuclear spins in a monolithic semiconductor device 国際会議

    Gordon Research Conference Quantum Information Science　2007年4月

  60. Controlled multiple quantum coherences of nuclear spins 国際会議

    G. Yusa, K. Muraki, K. Takashina, K. Hashimoto, Y. Hirayama

    4th Interantional Conference on Applications of Spin-related Phenomena in Semiconductors　2006年8月

  61. Nuclear spin control by a point contact 国際会議

    G. Yusa, K. Muraki, K. Takashina, K. Hashimoto, Y. Hirayama

    28th International Conference on the Physics of Semiconductors　2006年7月

  62. Controlled multiple quantum coherences of nuclear spins in a nanometer-scale Device 国際会議

    K. Muraki, K. Takashina, K. Hashimoto, Y. Hirayama

    50th Magnetism and Magnetic Materials Conference　2005年10月

  63. Self-sustaining resistance oscillations: Electron-nuclear spin coupling in mesoscopic quantum Hall devices 国際会議

    K. Muraki, K. Takashina, T. Saku, K. Hashimoto, Y. Hirayama

    The American Physical Society　2005年3月

  64. 極低温・強磁場顕微鏡による窒化ガリウム中の不純物の可視化

    神山晃範, 小島一信, 秩父重英, 遊佐剛

    東北大学理学研究科6専攻+生命科学研究科 合同シンポジウム 2020　2019年2月14日

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産業財産権 6

  1. 核スピン状態の制御方法、検出方法、制御装置および検出方法

    村木康二, 早川純一朗, 遊佐剛

    特2012-165393

    産業財産権の種類: 特許権

  2. 分光計測装置

    村木康二, 早川純一朗, 遊佐剛

    特2011-221545

    産業財産権の種類: 特許権

  3. 分光計測装置

    村木康二, 早川純一朗, 遊佐剛

    特2010-223607

    産業財産権の種類: 特許権

  4. 核磁気共鳴撮像素子、及びそれを用いた撮像システム、撮像方法

    遊佐剛

    P/JP2007/073138

    産業財産権の種類: 特許権

  5. 核磁気共鳴撮像素子、及びそれを用いた撮像システム、撮像方法

    遊佐剛

    特2007-145488

    産業財産権の種類: 特許権

  6. 核磁気共鳴撮像システム及び撮像方法

    遊佐剛

    特2006-324443

    産業財産権の種類: 特許権

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共同研究・競争的資金等の研究課題 21

  1. 超高速時間分解顕微鏡による量子ホールエッジの時空測定

    遊佐 剛

    2024年4月1日 ～ 2028年3月31日

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    2024年度は研究計画の「(1)測定技術に関する研究」のうち、「(1-1) 顕微鏡の整備と時間分解能の向上に関する研究」および 「(1-2) 試料構造の最適化」を中心に進めた。最終的な本測定には40 mK程度の希釈冷凍機を用いた走査型ストロボ顕微鏡によって行うが、多くのデバイスの中から本測定に用いるデバイスを選別したり、共同研究者から提供されたGaAsウエハーの電子密度や移動度、ゲートやヒステリシス特性など、基本特性を従来の4Kから1.5 Kで測定できるようにするため、新たに測定プローブの開発を進めた。まだ計測時間の向上の余地があるものの、基本部分の作製は完了した。また、(1-2)に関しては、同径方向数十ミクロンにわたって、表面ステップが10nm以下の段差をもつ試料構造を作成し、その上に膨張用の金属ゲートを設置し、励起、検出ゲートも有するデバイスを実際に作製することに成功した。40mKにおける顕微分光測定によって、設計通りポテンシャルが同心円状に連続的に変化することが確認された。これにより、数10%を超える膨張/収縮実験が可能になり、今後の量子宇宙シミュレーター用の試料作製に関して大きな前進といえる。 「(2)ストロボ顕微鏡を用いた測定と解析」に関しては、励起ゲートにDCバイアスを印可することにより、エッジの励起信号が増大するという現象を新たに発見した。これにより、より効果的にエッジの励起を生成させことができるようになっただけでなく、エッジだけでなく、バルクを励起させることも可能になった。これらの励起がマグネトプラズモン描像で説明できることが明らかになった。これは今後のワームホールやブレーンワールドシミュレーターの基礎となる成果である。

  2. 極限宇宙の物理法則を創る－量子情報で拓く時空と物質の新しいパラダイム

    高柳 匡, 白水 徹也, 石橋 明浩, 中田 芳史, 奥西 巧一, 遊佐 剛, 小林 努, 手塚 真樹, 飯塚 則裕, 堀田 知佐, 森前 智行, 堀田 昌寛, 中島 秀太, 泉 圭介, 西岡 辰磨, 上田 宏

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)

    研究種目：Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)

    研究機関：Kyoto University

    2021年9月10日 ～ 2026年3月31日

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    量子情報をキーワードとして「極限宇宙の３問題」の解明を目的とする本領域が2021年9月に発足して以来、本総括班は、この研究プロジェクトを発展させるために、「領域運営」「分野融合」「若手育成」「国際活動」「広報」の各活動を開始し、以下に挙げるような実績を挙げてきた。まず、領域の運営方針を打ち合わせる「総括班会議」を総括班メンバー15名がオンライン会議を行う形式で9月以降毎月開催してきた。領域内の異分野融合を促進する目的で、複数の計画研究が主催し、その研究成果を報告・討論する「循環ミーティング」をオンライン会議の形で毎月開催し、毎回50名以上の出席者を得ている。特に、11月には、これを拡大して、本領域のキックオフミーティングとして、9つの計画研究が全て講演する形で2日間行った。また、国際的な視点から異分野融合の話題に触れる機会を領域メンバーやより広く領域外の研究者が得られるように、「領域オンラインコロキウム」を立ち上げ、毎月、国内外より著名な研究者をコロキウム講演に招へいしてきた。講演後もオンラインお茶会を開催し、講演者と若手研究者が交流し合う機会を提供した。さらに、米国のIt from Qubitサイモンズ共同研究と共催する形で、「領域国際会議」を12月に3日間オンラインで開催し、国際交流を促進した。また、2022年の3月には、領域メンバー全員が参加し、今年度の成果報告と来年度以降の研究計画の討論を行う「領域会議」を2日間、京都大学基礎物理学研究所にて対面とオンラインを併用して開催した。その直前には、若手育成を目的に「領域スクール」を開催し、量子情報、場の量子論、一般相対論の実践的な知識を異分野の若手が習得する良い機会となり、300名超の参加者を得た。また本総括班は、広報活動として、領域ホームページの作成・発信、領域ツイッターの作成・発信、ニュースレター発行を行った。

  3. 量子ホール系による量子宇宙の実験

    遊佐 剛

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)

    研究種目：Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)

    研究機関：Tohoku University

    2021年9月10日 ～ 2026年3月31日

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    実験研究に関して、ストロボ顕微鏡を用いて、エッジ励起とバルク励起を同時に観測することができ、マグネトプラズモン描像からバルク励起の詳細な議論を行って論文を投稿した。これは今後のブレーンワールド実験に向けた大きなステップである。また同じストロボ顕微鏡を用いて、エッジの膨張収縮実験を進め、複数の伝搬経路を伝わることでエッジの信号が打ち消しあうという現象を見出し、現在論文を準備中である。一方、引き続き高周波測定時に問題となっていたクロストークについても取り組んだ。クロストークを含む電気測定データからエッジの信号のみを分離するプロトコルを理論的に考案したが、装置の不具合により高周波ラインが利用できず電気測定が行えない期間が長く続いため、実験的な実証には至っていない。 数値解析からのアプローチとしては、エネルギー散逸のない電荷励起の伝搬が実現する分数量子ホール状態のエッジにおいて、局所的ポテンシャルを時間的に変化させたときに生じる多体波動関数の時間変化を解析し、試料端に沿って伝搬するエッジの電荷励起とエッジから系の内部に向かって伝搬する電荷励起の存在を確認し、それぞれの伝搬速度を明らかにした。 ホーキング輻射を出す動的鏡モデルにおいて、ブラックホールの最終蒸発過程に当たる時期に出る衝撃波が、ホーキング粒子のパートナー粒子ではないことを精密に示した。 またインフレーション宇宙における量子揺らぎの古典化の物理にも適用可能なレゲット=ガーグ不等式の理論を、確率ベクトルと機械学習を用いて定式化を行った。 超弦理論では、時空に広がる「ブレーン」と呼ばれる多様な物体が存在し、その性質の解明は理論全体の理解に直結する重要な課題である。特にヘテロティック超弦理論において、これまで知られていなかった新たなタイプのブレーンの存在を提唱し、その構造の理解をさらに深める研究を進めてきた。

  4. メゾスコピック量子ホール系の低次元準粒子制御と非平衡現象

    藤澤 利正, 齊藤 圭司, 遊佐 剛, 橋坂 昌幸, 秦 徳郎

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (S)

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (S)

    研究機関：Tokyo Institute of Technology

    2019年6月26日 ～ 2024年3月31日

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    本課題「メゾスコピック量子ホール系の低次元準粒子制御と非平衡現象」では、強磁場中の半導体ヘテロ構造を用い、機能的量子素子の集積化であるメゾスコピック量子ホール系を形成し、一次元系準粒子（プラズモン・スピノン等）、二次元系準粒子（分数電荷・スカーミオン等）の非平衡現象を探求し、量子ホール熱機関やトポロジカル量子工学への応用指針を得ることを目標としている。具体的には、一次元系準粒子の非相反伝導を利用して、整数・分数量子ホール領域での朝永ラッティンジャー流体の伝導制御を行い、量子化熱伝導・量子ホール熱機関の実現を目指している。また、二次元系準粒子のブレーディングなどの制御技術の確立を念頭に、量子アンチドットによる少数準粒子の制御、超高速走査型偏光分光顕微鏡による準粒子ダイナミクス、準粒子のトンネル過程の解明を進めている。 今年度は、当初計画の研究について重要な成果を得るとともに、さらに発展的な研究にも着手して顕著な成果を得るに至っている。整数・分数量子ホール系での朝永ラッティンジャー流体に関しては、量子化された電荷モードの検証に成功し、エッジ状態の素励起の理解に繋がった。熱勾配によって駆動する電流ノイズ（ΔTノイズ）について、近藤効果におけるΔTノイズの特徴を理論的に解明した。情報伝搬の限界を記述するリープ・ロビンソン限界の一般論を構築し、電子が長距離的に相互作用する場合でも適用できる情報伝搬の性質を明らかにした。走査型ストロボスコープ法により、分数量子ホール状態の励起状態の伝搬を可視化することに成功した。分数電荷準粒子のアンドレーエフ反射実験の解析により、準粒子トンネルのメカニズムを解明し、さらに、多重アンドレーエフ反射による境界エッジチャネル形成のメカニズムを明らかにした。基盤研究２年度目としては当初計画以上に進展しており、今後も発展的課題を含めて目標達成に向けて取り組む。

  5. 量子ホールエッジチャネルにおける一次元熱輸送ダイナミクス

    遊佐 剛, MOORE JOHN NICHOLAS

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for JSPS Fellows

    研究種目：Grant-in-Aid for JSPS Fellows

    研究機関：Tohoku University

    2021年4月28日 ～ 2023年3月31日

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    本研究は、一次元電子系の量子ホールエッジに沿った熱輸送の史上初の可視化を目的としている。これにより、熱輸送モデルが理論予測した熱分布の特徴を検証し、幅広く注目されている「中性モード」の伝搬の減衰長を測定する。もうひとつの史上初の試みであるQHエッジ中の熱伝搬の速度を測定する。これにより、現在複数提案されていて桁違いに異なる理論予測が区別される。これらの研究結果は、中性モードの物理的起源についての理論を特定し、理論予測している熱伝搬が電荷モードより遅いことを検証する。これにより、朝永-ラッティンジャー液体で起こる「スピン・電荷分離現象」に類似する「熱・電荷分離」という驚異的な現象を明らかにする。 昨年度は、強磁場（1 - 10 T）および低温（< 4 K）下で半導体量子井戸内の二次元電子系の局所電子温度上昇を測る温度計の製作に成功した。さらに、約1 μmのレーザースポットを使用して二次元電子系を加熱し、温度計の位置で発生する温度上昇を検出した。トポロジカル絶縁体の一種である量子ホール系のエッジにおいて、温度信号を加熱位置の関数として測定した。その結果、エッジに沿った電子熱輸送が1次元的に閉じ込められている観察することができた。この結果、低温下で電子熱輸送を1μmの分解能で空間的に可視化する基本的な機能を示すことができた。この機能は、本研究プロジェクトがトポロジカル的に保護された熱輸送のエキゾチックな詳細の解明のために使用する主要な技術である。

  6. 光検出時間分解磁気イメージングで探るナノ構造物理

    遊佐 剛

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

    研究機関：Tohoku University

    2017年4月1日 ～ 2021年3月31日

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    本研究の目的は、光検出核磁気共鳴を基礎としてイメージング測定に拡張した光検出磁気イメージング(MRI)を、時間分解測定と組み合わせることで、物理現象の「動き」を可視化できる光検出時間分解MRIを確立し、従来の限られた材料系(GaAs系半導体)だけでなく、紫外～赤外に光応答を持つさまざまな物質に適用することで、より汎用性の高い測定技術へと進化させることである。 30年度は初年度に引き続き測定系の開発に多くの時間を費やした。また前年度から問題であった既存の希釈冷凍機の不具合の修理や改良に多くの修理費や時間が費やされた。 まず初年度に開発した時間分解測定系を用いてGaN系の材料において不純物に起因する発光の寿命測定を行うことに成功し学会等で発表した。現在論文投稿準備中である。初年度に完成しなかった極低温強磁場中で動作するカー回転イメージング測定系については、引き続き装置の立ち上げを進め、まだ実際のデータを取得できる段階にはないもののほぼ完成に近づいた。GaAs系材料に関しては4Kでのポンププローブ系を用いてスピンヘリックスダイナミクスについて研究を進めた。また、核磁気共鳴イメージングを用いてスカーミオンが集団状態を形成し、空間的に非常に大きな秩序相を形成していく様子を直接観察することに成功した。これらの成果については複数の論文を発表することができた。ダイカルコゲナイド材料のInSeについては、インジウムセレン/グラフェンハイブリッドデバイスを作成し、巨大な量子ホールプラトーを観測することができた。

  7. Probing and harnessing spin and charge in van der Waals two-dimensional crystals

    遊佐 剛, Amalia Patane

    提供機関：Royal Society

    2016年10月 ～ 2018年9月

  8. 光検出MRI法によるナノスケールイメージングの物性物理への展開

    遊佐 剛

    2017年6月 ～ 2018年3月

  9. ナノスケール磁気イメージング法の物性物理への応用

    遊佐 剛

    2014年10月 ～ 2015年9月

  10. 半導体ナノ構造における集団量子情報処理の実証

    遊佐 剛

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

    研究機関：Tohoku University

    2012年4月1日 ～ 2015年3月31日

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    本研究の目的は、量子集団あるいは場の連続自由度の量子力学的性質を生かした量子情報処理を目指すものである。本研究では半導体ナノ構造の二次元あるいは一次元系の電子の電荷やスピン自由度を量子力学的に制御し、本研究で提案した量子プロトコルの実証を目指した。従来距離の制限を受けていた量子エネルギーテレポーテーションをさらに改良し、スクイーズド状態を利用することで距離の制限をなくすことに成功した。また、ナノ構造中の核スピンの電気的あるいは光学制御検出に関する研究も進め、核スピン集団の空間分布を可視化(光検出マイクロ核磁気共鳴)することが可能となった。

  11. 顕微フォトルミネッセンスによる微細構造における核スピン偏極空間分布の直接観察

    遊佐 剛, 村木 康二

    2011年9月 ～ 2012年2月

  12. 顕微フォトルミネッセンスによる電流駆動磁壁ダイナミクスの直接観察

    遊佐 剛, 村木 康二

    2010年9月 ～ 2011年2月

  13. 半導体ナノ構造中の集団核スピンエンタングルメントを用いた集団量子情報処理

    遊佐 剛

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

    研究機関：Tohoku University

    2009年 ～ 2011年

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    本研究の目的はナノ構造に存在する核スピンや電子スピン、励起子などの集団量子に対し、量子力学的な測定を行い、通常の量子ビットで用いられている2準位系とは異なる集団性を生かした量子情報処理の実現を目指すものである。本研究期間では核スピンの局所検出法、量子ホール系のエッジチャネルを用いた量子情報処理の理論提案と検証、荷電励起子状態の分光測定を通じた多電子系の実空間観察など幅広い領域に渡る成果が得られた。

  14. 半導体ナノ構造中の同核種および異核種スピン結合のコヒーレント制御

    遊佐 剛

    2009年8月 ～ 2010年7月

  15. 高速電流測定による半導体ナノ構造中の横磁化検出核磁気共鳴法

    2009年8月 ～ 2010年7月

  16. 顕微フォトルミネッセンスによるnu = 2/3スピンドメインの直接観察

    遊佐 剛, 村木 康二

    2009年6月 ～ 2010年3月

  17. ナノスケール磁気イメージング法の提案と量子情報処理への応用

    遊佐 剛

    2008年4月 ～ 2009年3月

  18. 新しい核磁気共鳴を用いた核スピンの量子状態制御 競争的資金

    制度名：JST Basic Research Programs (Precursory Research for Embryonic Science and Technology :PRESTO)

    2005年10月 ～ 2009年3月

  19. 固体における集団スピンのエンタングル状態の実現と集団量子計算の提案

    遊佐 剛

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Young Scientists (A)

    研究種目：Grant-in-Aid for Young Scientists (A)

    研究機関：Tohoku University

    2007年 ～ 2008年

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    固体中の集団スピンの集団性を利用した新しい計算手法の提案とその物理現象の解明について研究を進めた。特にそのために必要な半導体の試料構造を作成し、基礎的物性を電気伝導と光学手法を用いて評価し、最適化を図った。特に電子スピンと核スピンに注目し、半導体量子構造中のスピン制御を行った。

  20. 新構造量子ドットにおける電子状態の解明とデバイス応用

    遊佐 剛

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for JSPS Fellows

    研究種目：Grant-in-Aid for JSPS Fellows

    研究機関：The University of Tokyo

    2001年 ～ 2001年

  21. 半導体量子箱構造の新しい作製法とその電子物性の研究

    遊佐 剛

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for JSPS Fellows

    研究種目：Grant-in-Aid for JSPS Fellows

    研究機関：The University of Tokyo

    1998年 ～ 1998年

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担当経験のある科目(授業) 14

  1. 解析力学　東北大学理学部物理

  2. 物理科学への招待　東北大学

  3. Introduction to solid state spectroscopy　Department of Physics Tohoku University

  4. 計算物理学　東北大学理学部物理

  5. 電気力学　東北大学理学部物理

  6. 基礎ゼミ　東北大学

  7. 電気力学　東北大学理学部物理

  8. 自然界の構造　東北大学理学部

  9. 固体分光学基礎　東北大学理学研究科物理専攻

  10. 基礎ゼミ　東北大学

  11. 計算物理学　東北大学

  12. 物理学D　東北大学

  13. 物性物理III　東北大学理学部

  14. 物性物理II　東北大学理学部

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社会貢献活動 7

  1. 原子核スピンの状態を顕微鏡で観察

    2017年2月3日 ～

  2. Energy teleport study could unlock quantum computer, black hole secrets

    2014年2月10日 ～

  3. Energy can be teleported over long distances, say physicists

    2014年1月27日 ～

  4. Squeezed light to teleport quantum energy

    2014年1月23日 ～

  5. Energy Teleportation Overcomes Distance Limit

    2014年1月16日 ～

  6. 液体のような電子撮像 特殊な顕微鏡使い可視化

    2012年12月 ～

  7. 絶対零度付近の特殊現象見える化

    2012年12月 ～

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その他 15

  1. 光検出MRI法によるナノスケールイメージングの物性物理への展開

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    光検出磁気イメージング法を様々な半導体物質に応用することで様々な低次元系の物理現象の解明を目指す。

  2. Probing and harnessing spin and charge in van der Waals two-dimensional crystals

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    新しい二次元のファンデルワールスIII-IV族半導体を開発する。ファンデルワールス結晶のヘテロ接合を作成し、電子輸送特性、光学特性を測定する。

  3. 低次元半導体構造の光ダイナミクス

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    低次元半導体構造の光ダイナミクスについての共同研究

  4. 二次元半導体構造の光物性

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    低次元半導体構造の光ダイナミクスについての共同研究

  5. ナノスケール磁気イメージング法の物性物理への応用

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    光検出あるいは抵抗検出の核磁気共鳴をさらに発展させ、磁気イメージング法として応用することで様々な低次元系の物理現象の解明を目指す。

  6. 半導体低次元構造の物理

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    半導体低次元構造を作製し物理を探索する。

  7. 顕微フォトルミネッセンスによる微細構造における核スピン偏極空間分布の直接観察

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    顕微フォトルミネッセンスによる微細構造における核スピン偏極空間分布の直接観察

  8. 顕微フォトルミネセンスによる電流駆動磁壁ダイナミクスの直接観察

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    電流駆動の磁壁ダイナミクスを調べることで、核スピン偏極の機構を解明する。

  9. 顕微フォトルミネッセンスによる電流駆動磁壁ダイナミクスの直接観察

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    顕微フォトルミネッセンスによる電流駆動磁壁ダイナミクスの直接観察

  10. 高速電流測定による半導体ナノ構造中の横磁化検出核磁気共鳴法

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    半導体ナノ構造中における核スピンの量子状態を、核スピのもつ横磁化成分を検出することによって実現する。

  11. 半導体ナノ構造中の同核種および異核種スピン結合のコヒーレント制御

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    半導体のナノ構造の中に存在する同じ核種、あるいは異なる核種間のスピン結合をコヒーレントに制御する。

  12. 顕微フォトルミネッセンスによるnu=2/3スピンドメインの直接観察

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    高純度GaAs/AlGaAs量子井戸を電界効果トランジスター構造に加工した試料に対して、極低温強磁場環境でフォトルミネッセンス測定(PL)と電気輸送測定を行い、nu=2/3分数量子ホール状態で理論的に予測されているスピンドメインの直接観察を行う。

  13. 顕微フォトルミネッセンスによるnu=2/3スピンドメインの直接観察

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    顕微フォトルミネッセンスによるnu=2/3スピンドメインの直接観察

  14. ナノスケール磁気イメージング法の提案と量子情報処理への応用

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    ナノスケール磁気イメージング法の提案と量子情報処理への応用

  15. 新しい核磁気共鳴を用いた核スピンの量子状態制御

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    分析技術として世の中で広く使われている核磁気共鳴(NMR)は原子核の持つ核スピンという性質を用いています。最近このNMRの手法を用いて、核スピンを素子とする量子コンピュータが注目されるようになってきました。本研究では、従来と異なる新しいNMR手法を用いてナノ領域の少数核スピンを操り、電子や光と融合させることで、核スピンを用いた量子情報処理装置や量子中継器などの量子機能デバイスの実現を目指します。

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