Observation of Spin Qubit using ESR-STM

Research Project

Project/Area Number	24K01339
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 29020:Thin film/surface and interfacial physical properties-related
Research Institution	Tohoku University
Principal Investigator	米田忠弘東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (30312234)
Project Period (FY)	2024-04-01 – 2027-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help	¥18,460,000 (Direct Cost: ¥14,200,000、Indirect Cost: ¥4,260,000) Fiscal Year 2026: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000) Fiscal Year 2025: ¥8,320,000 (Direct Cost: ¥6,400,000、Indirect Cost: ¥1,920,000) Fiscal Year 2024: ¥9,230,000 (Direct Cost: ¥7,100,000、Indirect Cost: ¥2,130,000)
Keywords	量子コンピューター / 量子情報処理 / 走査トンネル顕微鏡 / スピン検出 / トンネル磁気抵抗
Outline of Research at the Start	最近我々が開発・検知に成功したトンネル電流による単一スピン検知を行う、ESR-STMは原子レベルの対象を検出する感度を持ち、従来のESRの多数分子でないと観察にかからない感度の問題を解決する可能性がある。しかし、現行では検知されたスピンは限られており、その検出原理や、固体表面の影響は、未知の部分が多い。本研究ではESR-STMを駆使してスピンキュービット候補であるダイアモンドNVセンターや半導体量子ビットなどを幅広く検証し、キュービット候補のスピン状態検知と操作の可能性を解析する。特に、基板がスピンキュービット状態擾乱に及ぼす影響を詳細に調べるため超伝導体表面を用いる。