2018 Fiscal Year Research-status Report
Control of single magnetic spin in a semiconductor dot and its application
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18K18988
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
黒田 眞司 筑波大学, 数理物質系, 教授 (40221949)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2020-03-31
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| Keywords | スピントロニクス / 単一スピン / 交換相互作用 / 量子ドット / 顕微分光 / スピン‐歪結合 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
最近、単一の量子系と格子歪あるいは格子振動とが結合した系が注目を集め、理論、実験の両面で盛んに研究が行われている。本研究では、単一のスピンと格子振動が結合した系として、遷移元素Crの原子1個を含むCdTeドットを対象として選び、ドット中の単一Crスピンと格子振動との結合の詳細を解明し、格子振動により単一スピンを制御する手法を実現する可能性を探索することを目的としている。具体的には、分子線エピタキシー(MBE)法によりZnTe上のCdTe自己形成ドットにおいてドット当たりちょうどCr原子1個を含むドット試料を作製し、表面弾性波(SAW)を発生させることによりSAWに伴う格子振動がCrスピン状態にどのような影響を及ぼすかを調べる。今年度はCdTeドットにSAWを発生させる試料構造を作製するための準備として、以下のことを行った。
(1) SAWを発生させるための櫛形電極(IDT)の形状(電極の幅、ピッチ、繰り返し数etc.)の検討を行った。周波数1-2 GHzのSAWを発生させるためのIDTの形状を設計した。
(2) SAW発生によりZnTe層内を伝播する弾性波について、連続体モデルに基づいたシミュレーションを行った。ZnTe層内に生成される格子歪の大きさが表面からの深さによりどのように変化するかを調べた。その結果に基づき、CdTeドットのSAW表面電極からの深さの最適値について検討を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
Cr原子1個を含むCdTeドット試料においてSAWを発生する試料構造の作製を目指し、SAW発生電極形状を検討し、ならびにドットに伝播する弾性波のシミュレーションを行い、試料作製のための準備が整ったと言えるため。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度行った準備に基づき、SAWを発生させる試料構造の作製を行う。
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| Causes of Carryover |
試料作製に用いる分子線エピタキシー(MBE)装置に不具合が生じ、試料を作製できない状況が一定期間続いたため、次年度使用額が生じた。次年度使用額は、MBE装置によるドット試料の作製、およびSAW発生のための試料構造作製のための経費として使用する予定である。
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