Letter 物理：グラフェンにおけるディラック電子の分数量子ホール効果と絶縁相 2009年11月12日 Nature 462, 7270 doi: 10.1038/nature08522 グラフェンは結晶性炭素からできた単一原子層であり、この物質の特徴のうちの2つは、電荷キャリアの二次元性と相対論的性質である。グラフェンの二次元性を示す最初の実験的証拠は、磁場をかけたとき、その輸送特性の測定結果に一連のプラトーが観測されたことから得られた。これらは、いわゆる整数量子ホール効果の特徴である。しかし、電荷キャリアの相対論的性質の結果として、グラフェンで観測される整数量子ホール効果は、半導体での類似の効果とは定性的に異なる。グラフェンの3番目の際立った特徴として、この物質では相互作用と相関が重要になると考えられているが、意外にもグラフェンでの集団挙動を示す証拠は得られていない。特に、二次元の典型的な集団量子挙動である分数量子ホール効果（FQHE）は、グラフェンでの存在が集中的に調べられ、また理論的に予測されているにもかかわらず、これまで観測されていない。本論文では、グラフェンでFQHEを観測したことを報告する。この観測は、宙吊りにしたグラフェンデバイスを使い、二端子電荷輸送測定によってプローブすることで可能になった。この方法によって、通常この系の相互作用効果を隠してしまう、基板から生じる擾乱から試料を分離し、また有限な形状による効果を避けることができた。低キャリア密度では、磁場によって起こる絶縁体への転移が見つかった。これはFQHEと競合し、最良質の試料でのみその観測が可能になる。これらの結果は、グラフェンにおけるFQHEなどの集団挙動の物理学的研究への道を開くだろう。 Full Text PDF 目次へ戻る
