Study on spin dynamics in shallow doped semiconductor by double magnetic resonance technique at ultra-low temperatures and under high magnetic field
Project/Area Number |
26400331
|
Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
|
Allocation Type | Multi-year Fund |
Section | 一般 |
Research Field |
Condensed matter physics II
|
Research Institution | University of Fukui |
Principal Investigator |
Fujii Yutaka 福井大学, 遠赤外領域開発研究センター, 准教授 (40334809)
|
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
福田 昭 兵庫医科大学, 医学部, 准教授 (70360633)
|
Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha) |
MITSUDO Seitaro 福井大学, 遠赤外領域開発研究センター, 教授 (60261517)
MATSUBARA Akira 京都大学, 大学院理学研究科, 准教授 (00229519)
MIZUSAKI Takao 福井大学, 遠赤外領域開発研究センター, 非常勤講師 (20025448)
|
Research Collaborator |
ISHIKAWA Yuya 福井大学, 大学院工学研究科
OHYA Kenta 福井大学, 大学院工学研究科
MIURA Shunsuke 福井大学, 大学院工学研究科
VASILIEV Sergey Turku大学, Department of Physics and Astronomy, 上級研究員
LEE Soonchil 韓国科学技術院, Department of Physics, 教授
LEE SangGap 韓国基礎科学研究院, Division of Materials Science, 上級研究員
|
Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
|
Project Status |
Completed (Fiscal Year 2016)
|
Budget Amount *help |
¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2014: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
|
Keywords | 希薄ドープ半導体 / 超低温高周波磁気共鳴測定装置開発 / ESR/NMR二重磁気共鳴 / ファブリペロー型共振器 / 動的核偏極 / 国際共同研究 / 国際研究者交流 / ESR/NMR二重磁気共鳴用共振器 |
Outline of Final Research Achievements |
We have studied on shallow phosphorus-doped silicon semiconductor (Si:P), which is a promising candidate device of a magnetic resonance type quantum computer. We aimed to perform electron spin resonance (ESR) and nuclear magnetic resonance (NMR) measurements at ultra low temperature below 1 K and under high magnetic fields above 3 Tesla. These conditions are required to achieve quantum computation. First, we have developed a system for measuring ESR and NMR in the temperature range from room temperature to an ultra low temperature 0.1 K up to 4.6 Tesla, and a special resonator which make us possible to perform ESR and NMR for the sample in the cavity simultaneously. ESR measurements of Si:P have been carried out using this system and a polarization of phosphorus nucleus spins of up to 50% (several hundred times over the thermal equilibrium) have been observed. Further, we have studied in detail on spin dynamics of Si:P by international collaboration.
|
Report
(4 results)
Research Products
(49 results)
-
-
-
-
-
[Journal Article] 動的核偏極NMR測定の為のミリ波帯超低温磁気共鳴装置の開発2017
Author(s)
石川 裕也, 大矢 健太, 藤井 裕, 光藤 誠太郎, 小泉 優太, 三浦 俊亮, 水崎 隆雄, 菊池 彦光, 福田 昭, 松原 明, 山森 英智, Soonchil Lee, Sergey Vasiliev
-
Journal Title
Related Report
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
-
-
[Journal Article] Microscopic control of 29Si nuclear spins near phosphorus donors in silicon2015
Author(s)
J. Ja"rvinen, D. Zvezdov, J. Ahokas, S. Sheludyakov, O. Vainio, L. Lehtonen, S. Vasiliev, Y. Fujii, S. Mitsudo, T. Mizusaki, M. Gwak, SangGap Lee, Soonchil Lee, L. Vlasenko
-
Journal Title
Phys. Rev. B
Volume: 92
Issue: 12
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
-
-
-
-
[Journal Article] Efficient dynamic nuclear polarization of phosphorus in silicon in strong magnetic fields and at low temperatures2014
Author(s)
J. Jarvinen, J. Ahokas, S. Sheludyakov, O. Vainio, L. Lehtonen, S. Vasiliev, D. Zvezdov, Y. Fujii, S. Mitsudo, T. Mizusaki, M. Gwak, SangGap Lee, Soonchil Lee, L. Vlasenko
-
Journal Title
Phys. Rev. B
Volume: 90
Issue: 21
DOI
Related Report
Peer Reviewed
-
-
-
-
[Presentation] 高強度遠赤外領域光源を用いた圧力下電子スピン共鳴測定装置の開発2017
Author(s)
高田篤, 木田孝則, 赤木暢, 櫻井敬博, 大木瑛登, 太田仁, 光藤誠太郎, 藤井裕, 小川勇, 出原敏孝, 萩原政幸
Organizer
日本物理学会第72回年次大会
Place of Presentation
大阪大学豊中キャンパス(大阪府豊中市)
Year and Date
2017-03-17
Related Report
-
[Presentation] ESR Experiments of P Impurities in Si and Dynamic Nuclear Polarization Aimed at the Application for Qubits2017
Author(s)
Akira Fukuda, Yutaka Fujii, Yuya Ishikawa, Kenta Ohya, Yuta Koizumi, Syunsuke Miura, Seitaro Mitsudo, Takao Mizusaki, Hikomitsu Kikuchi, Akira Matsubara, Hidenori Yamamori, Soonchil Lee, Sergey A. Vasiliev
Organizer
The 6th International Workshop on Far-Infrared Technologies 2017 (IW-FIRT2017) & The 2nd International Symposium on Development of High Power Terahertz Science and Technology (DHP-TST2017)
Place of Presentation
福井大学文京キャンパス(福井県福井市)
Year and Date
2017-03-07
Related Report
Int'l Joint Research
-
[Presentation] ESR study on quantum frustrated magnet KCu3OCl(SO4)22017
Author(s)
H. Kikuchi, K. Kunieda, N. Kasamatsu, Y. Fujii, S. Mitsudo
Organizer
The 6th International Workshop on Far-Infrared Technologies 2017 (IW-FIRT2017) & The 2nd International Symposium on Development of High Power Terahertz Science and Technology (DHP-TST2017)
Place of Presentation
福井大学文京キャンパス(福井県福井市)
Year and Date
2017-03-07
Related Report
Int'l Joint Research
-
-
-
-
[Presentation] 超低温・高周波領域におけるDNP-NMRのための二重磁気共鳴装置の開発 (学生優秀ポスター賞)2016
Author(s)
石川裕也, 大矢健太, 藤井裕, 光藤誠太郎, 小泉優太, 三浦俊亮, 水崎隆雄, 菊池彦光, 福田明, 松原明, Soonchil Lee, 山森英智, Sergey Vasiliev
Organizer
第55回電子スピンサイエンス学会年会
Place of Presentation
大阪市立大学(大阪府大阪市)
Year and Date
2016-11-10
Related Report
-
-
-
-
-
-
-
[Presentation] Development of High-Frequency Magnetic Resonance System for DNP Measurements at Very Low Temperatures2016
Author(s)
Y. Ishikawa, K. Ohya, S. Miura, Y. Fujii, S. Mitsudo, T. Mizusaki, H. Kikuchi, A. Fukuda, A. Matsubara, S. Lee, H. Yamamori, S. Vasiliev
Organizer
Asia-Pacific EPR/ESR Symposium 2016 (APES2016)
Place of Presentation
Irkutsk (ロシア)
Year and Date
2016-08-28
Related Report
Int'l Joint Research
-
[Presentation] 動的核偏極NMR測定のための超低温高周波磁気共鳴装置の開発2016
Author(s)
石川 裕也, 小森 剛, 大矢 健太, 森本 和也, 藤井 裕, 光藤 誠太郎, 水崎 隆雄, 菊池 彦光, 福田 昭, 松原 明, 山森 英智, S. Lee, S. Vasiliev
Organizer
日本物理学会第71回年次大会
Place of Presentation
東北学院大学泉キャンパス(宮城県・仙台市)
Year and Date
2016-03-19
Related Report
-
-
-
-
-
-
[Presentation] 希薄ドープSi:Pの高周波ESR/NMR二重磁気共鳴測定のための装置開発2015
Author(s)
小森 剛, 石川 裕也, 大矢 健太, 森本 和也, 藤井 裕, 光藤 誠太郎, 水崎 隆雄, 菊池 彦光, 福田 昭, 松原 明, S. Lee, S. Vasiliev
Organizer
2015年度日本物理学会北陸支部定例学術講演会
Place of Presentation
金沢大学角間キャンパス(石川県・金沢市)
Year and Date
2015-11-28
Related Report
-
-
[Presentation] Si:Pの動的核偏極NMR測定を目指した装置開発2015
Author(s)
小森 剛, 森本 和也, 藤井 裕, 光藤 誠太郎, 水崎 隆雄, 石川 裕也, 大矢 健太, 菊池 彦光, 福田 昭, 松原 明, Soonchil Lee, Sergey Vasiliev
Organizer
第二回西日本強磁場科学研究会
Place of Presentation
神戸大学六甲台第二キャンパス(兵庫県・神戸市)
Year and Date
2015-11-24
Related Report
-
[Presentation] 極低温高周波二重磁気共鳴測定装置の開発2015
Author(s)
小森 剛, 森本 和也, 藤井 裕, 光藤 誠太郎, 水崎 隆雄, 石川 裕也, 大矢 健太, 菊池 彦光, 福田 昭, 松原 明, Soonchil Lee, Sergey Vasiliev
Organizer
第54回電子スピンサイエンス学会年会
Place of Presentation
朱鷺メッセ(新潟県・新潟市)
Year and Date
2015-11-02
Related Report
-
[Presentation] 希釈冷凍機を用いた高周波ESR/NMR二重磁気共鳴測定装置の開発2015
Author(s)
小森 剛, 森本 和也, 藤井 裕, 光藤 誠太郎, 水崎 隆雄, 菊池 彦光, 福田 昭, 松原 明, 山森 英智, S. Lee, S. Vasiliev, 石川 裕也, 大矢 健太
Organizer
日本物理学会2015年秋季大会
Place of Presentation
関西大学千里山キャンパス(大阪府・吹田市)
Year and Date
2015-09-16
Related Report
-
-
-
[Presentation] Spin Dynamics of Lightly Phosphorous-Doped Silicon Studied by Magnetic Resonance at Very Low Temperatures and under High Magnetic Fields2015
Author(s)
Yutaka Fujii, S. Mitsudo, K. Morimoto, T. Komori, Y. Ishikawa, H. Kikuchi, T. Mizusaki, A. Fukuda, A. Matsubara, T. Ueno, M. Gwak, S.-G. Lee, S. Lee
Organizer
3rd Awaji International Workshop on “Electron Spin Science & Technology: Biological and Materials Science Oriented Applications” (3rd AWEST 2015)
Place of Presentation
淡路夢舞台国際会議場(兵庫県・淡路市)
Year and Date
2015-06-14
Related Report
Int'l Joint Research / Invited
-
[Presentation] 希薄ドープSi:Pの超低温・高周波ESR2015
Author(s)
森本 和也, 藤井 裕, 光藤 誠太郎, 水崎 隆雄, 菊池 彦光, 福田 昭, 松原 明, 上野 智弘, 山森 英智, SangGap Lee, Minchan Gwak, Soonchil Lee, Sergey Vasiliev
Organizer
日本物理学会第70回年次大会
Place of Presentation
東京都新宿区, 早稲田大学早稲田キャンパス
Year and Date
2015-03-21 – 2015-03-24
Related Report
-
[Presentation] 超低温・強磁場下における希薄ドープ半導体Si:Pの動的核偏極2015
Author(s)
藤井 裕, 光藤 誠太郎, 水崎 隆雄, 森本 和也,M. Gwak, S.-G. Lee, S. Lee, S. Vasiliev, J. Jarvinen, D. Zvezdov, J. Ahokas, S. Sheludyakov, O. Vainio, L. Lehtonen, L. Vlasenko
Organizer
日本物理学会第70回年次大会
Place of Presentation
東京都新宿区, 早稲田大学早稲田キャンパス
Year and Date
2015-03-21 – 2015-03-24
Related Report
-
[Presentation] High-Frequency ESR Measurements of Shallow Doped Si:P at Low Temperatures and Their Extension to Lower Temperatures for High μ<sub>B</sub>B/k<sub>B</sub>T2014
Author(s)
K. Morimoto, Y. Fujii, S. Mitsudo, T. Mizusaki, H. Kikuchi, A. Fukuda, A. Matsubara, T. Ueno, M. Gwak, S.G. Lee, S. Lee, Tadaaki Saito, S. Vasiliev
Organizer
Joint Conference of Asia-Pacific EPR/ESR Symposium, International EPR (ESR) Society Symposium, and the 53th SEST Annual Meeting (APES-IES-SEST2014)
Place of Presentation
奈良市, 東大寺総合文化センター&奈良県新公会堂
Year and Date
2014-11-12 – 2014-11-16
Related Report
-
[Presentation] 希薄ドープSi:Pの極低温・強磁場中でのスピンダイナミクスと超低温磁気共鳴装置の開発2014
Author(s)
森本 和也, 藤井 裕, 光藤 誠太郎, 水崎 隆雄, 菊池 彦光, 福田 昭, 松原 明, 上野 智弘, 斉藤 忠昭, SangGap Lee, Minchan Gwak, Soonchil Lee, Sergey Vasiliev
Organizer
日本物理学会2014年秋季大会
Place of Presentation
愛知県春日井市, 中部大学春日井キャンパス
Year and Date
2014-09-07 – 2014-09-10
Related Report
-
-
-