自己形成量子ドットにおけるg因子制御と単一スピンのコヒーレント操作

• Project/Area Number: 17710115
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Microdevices/Nanodevices
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 中岡 俊裕 東京大学, 生産技術研究所, 特任講師 (20345143)
• Project Period (FY): 2005 – 2006
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2006)
• Budget Amount: ¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000); Fiscal Year 2006: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2005: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000)
• Keywords: 量子ドット / g因子 / スピン / 顕微分光 / Stark効果

Research Abstract

量子情報素子の担い手として固体素子としてはきわめて長いデコヒーレンス時間をもち、しかも既存の高度な半導体加工技術を活用できる量子ドットのスピンが有望視されている。スピンを用いた量子演算を行う上で欠かせないのが、スピンと磁気モーメントを関係づけるg因子の制御である。これにより、演算素子の設計が可能になる。本研究では、量子ドソみg茜子の薪たな制御手法を提案し、これによるスピンのコヒ一レント操作を研究した。これまで量子井戸などではg因子は波動関数の染み出しの度合いを変えることで制御されてきたが、サイズが小さく、閉じ込めの強い量子ドットでは難しい。本研究では、新規な横型ショットキーゲート構造を作成し、自己形成量子ドットの面収方向に電場を印加し、g因子を制御した。量子ドットにおけるg因子を測定し、変調量を単一ドット分光法により見積もり、電場を印加可能な実験システムを構築し、電圧印加によるg因子変化を観測した。変化量は約8%である。本研究により、自己形成量子ドットにお!いてg因子テンソル変調によるスピンのコヒーレント操作が可能であることを示した。

Research Products

• [Journal Article] Direct observation of acoustic phonon mediated relaxation between coupled exciton states in a single quantum dot molecule (2006)
  • Author(s): T.Nakaoka et al.
  • Journal Title: Phys.Rev.B 74
• [Journal Article] Measurement and Control of Spin and Charge Interactions in a Single Artificial Molecule (2006)
  • Author(s): H.J.Krenner, E.C.Clark, T.Nakaoka et al.
  • Journal Title: Phys.Rev.Lett. 97 Pages: 76403-76403
• [Journal Article] Unconventional Quantum Confined Stark Effect in GaN/AlN quantum dots (2006)
  • Author(s): T.Nakaoka et al.
  • Journal Title: Phys.Rev.B 73
• [Journal Article] Quantum confined Stark effect in single self-assembled GaN/AlN quantum dots (2006)
  • Author(s): T.Nakaoka et al.
  • Journal Title: Physica E 32 Pages: 148-148
• [Journal Article] Localized excitation of InGaAs quantum dots by utilizing a photonic crystal nanocavity (2006)
  • Author(s): M.Nomura, S.Iwamoto, T.Nakaoka et al.
  • Journal Title: APPLIED PHYSICS LETTERS 88 Pages: 141108-141108
• [Journal Article] Magneto-optical single dot spectroscopy of GaSb/GaAs type II quantum dots (2006)
  • Author(s): T.Sato, T.Nakaoka et al.
  • Journal Title: Physica E 32 Pages: 152-152
• [Journal Article] Tuning of g-factor in self-assembled In(Ga)As quantum dots through strain engineering (2005)
  • Author(s): T.Nakaoka, T.Saito, J.Tatebayashi, S.Hirose, T.Usuki, N.Yokoyama, Y.Arakawa
  • Journal Title: Physical Review B 71
• [Journal Article] Quantum confined Stark effect in single self-assembled GaN/AlN quantum dots
  • Author(s): T.Nakaoka, S.Kako, Y.Arakawa
  • Journal Title: Physica E (印刷中)
• [Journal Article] Unconventional Quantum Confined Stark Effect in single GaN/AlN quantum dots
  • Author(s): T.Nakaoka, S.Kako, Y.Arakawa
  • Journal Title: Physical Review B (印刷中)