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2015 Fiscal Year Annual Research Report

シリコンMOS技術と整合性をもつスピン量子ビットとその大規模集積化

Research Project

Project/Area Number 15H04000
Research InstitutionInstitute of Physical and Chemical Research

Principal Investigator

大野 圭司  国立研究開発法人理化学研究所, 石橋極微デバイス工学研究室, 専任研究員 (00302802)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2020-03-31
Keywordsスピン
Outline of Annual Research Achievements

短チャンネルMOSFET素子にさまざまな値のストレスゲート電圧を一定時間印加し、その前後のクーロンダイヤモンド(CD)特性を比較した。その結果あるストレス電圧値を境にCD特性は大きく変化し、新たなDB欠陥の生成を示唆する結果を得た。素子を一度100℃まで昇温後、再度1.5Kにて測定すると、CD特性はストレス印加前のものにほぼ戻るため、これらの一連の結果はストレス電圧印加後のCD特性の変化が比較的小さなエネルギーで生成・消滅することを示唆しており、水素の剥離によるDB欠陥生成エネルギーと矛盾しないことがわかっている。新たに生じたCD特性の周辺において観測された2重ドット的伝導と、そこでの電気検出磁気共鳴スペクトルの形状について解析を行った。その結果、複数の磁気共鳴スペクトル間に反交差が見られ、これは素子の交換相互作用およびスピン・軌道相互作用に起因することがわかった。2重ドットの各ドットにそれぞれ1つ含まれるスピン間の交換相互作用の大きさは15GHz、スピン・軌道相互作用の大きさは3GHzであった。また共鳴線幅は57MHz (0.65mT)と小さく、長い量子コヒーレンス時間が期待できるものであった。
任意波形発生装置およびマイクロ波スイッチを導入しパルス変調したマイクロ波を生成するための測定系の構築を行った。当初予定していた単一のBD欠陥スピンのコヒーレント操作にまではいたっていない。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

パルス変調したマイクロ波を生成するための測定系の構築に時間を要し、当初予定していた単一のBD欠陥スピンのコヒーレント操作にまではいたっていない。

Strategy for Future Research Activity

研究計画にそって推進する。

  • Research Products

    (8 results)

All 2016 2015

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Critical Behavior of Alternately Pumped Nuclear Spins in Quantum Dots2015

    • Author(s)
      Y. Kondo, S. Amaha, K. Ono, K. Kono, and S. Tarucha
    • Journal Title

      Phys. Rev. Lett.

      Volume: 115 Pages: 186803

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevLett.115.186803

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Electronic Magnetization of a Quantum Point Contact Measured by Nuclear Magnetic Resonance2015

    • Author(s)
      M. Kawamura, K.Ono, P. Stano, K.i Kono, and T. Aono,
    • Journal Title

      Phys. Rev. Lett.

      Volume: 115 Pages: 036601

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevLett.115.036601

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Dynamic creation of a topologically-ordered Hamiltonian using spin-pulse control in the Heisenberg model2015

    • Author(s)
      T. Tanamoto,K. Ono,Y. X. Liu, and F. Nori
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 5 Pages: 10076

    • DOI

      doi:10.1038/srep10076

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 短チャネルトンネルトランジスタにおける結合量子ドット的電子輸送とマイクロ波応答2016

    • Author(s)
      森山悟士, 森貴洋, 大野圭司
    • Organizer
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      東京工業大学大岡山キャンパス(東京都・目黒区)
    • Year and Date
      2016-03-20 – 2016-03-20
  • [Presentation] TFETにおけるチャージポンピングとスピン効果2016

    • Author(s)
      大野圭司, 森貴洋, 森山悟士
    • Organizer
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      東京工業大学大岡山キャンパス(東京都・目黒区)
    • Year and Date
      2016-03-19 – 2016-03-21
  • [Presentation] ON current boosting in Silicon-based Tunnel FETs Utilizing Isoelectronic Trap Technology2015

    • Author(s)
      [6]T. Mori, Y. Morita, S. Migita, K. Hukuda, Q. Mizubayashi, T. Yasuda, M. Masahoku, T. Matsukawa, H. Ota, S. Moriyama, K. Ono, S. Iizuka, T. Nakayama
    • Organizer
      The 2015 International Workshop on “Dielectric Thin Films for Future Electron Devices (2015 IWDTF)
    • Place of Presentation
      Miraikan(東京都・江東区)
    • Year and Date
      2015-11-03 – 2015-11-03
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] シリコンMOS素子における単一電子スピン効果2015

    • Author(s)
      大野圭司
    • Organizer
      第76回応用物理学会秋期学術講演会シンポジウム量子情報へ向けたシリコンテクノロジーからの挑戦
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場(愛知県・名古屋市)
    • Year and Date
      2015-09-15 – 2015-09-15
    • Invited
  • [Presentation] Room-temperature single-electron transistor based on tunnel field-effect transistor (TFET) and deep level2015

    • Author(s)
      K. Ono, T. Mori, S. Moriyama
    • Organizer
      Silicon Quantum Electronics Workshop 2015
    • Place of Presentation
      Kagawa international conference hall(香川県・高松市)
    • Year and Date
      2015-08-04 – 2015-08-04
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2017-01-06  

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