2019 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 – 2021-03-31
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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 |
本研究は、遷移元素Crの原子1個を含むCdTe自己形成ドットにおいて、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、格子振動によりスピンを制御する手法の開拓を目指している。分子線エピタキシー(MBE)法により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)の発生下での単一Crスピンのドットの発光測定を行うことにより、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。今年度は以下の研究を行った。
(1) CdTe自己形成ドット試料に対し、SAW発生のための試料構造を作製した。ドット試料の表面に圧電層としてZnOを積層し、その表面にSAW発生のための櫛形電極(IDT)を作製した。周波数約1 GHzのSAWを発生させるようIDTの形状を設計し、試料内を伝わる弾性波のシミュレーションよりCdTeドットの表面電極からの深さを決定した。IDTは電子線リソグラフィー+リフトオフの手法により微細加工し作製した。作製した試料においてIDTに交流電圧を印加し、SAWの発生を確認した。
(2) SAW発生下で単一Crスピンのドットからの発光測定を行うためには、Cr原子1個を含むドットの形成割合を現在より向上させる必要がある。そのため、MBEによるドット試料の作製において、CdTeドット層を積層する際の成長条件(CdとTeの分子線の供給方法、成長温度、Cr分子線供給量 etc.)を再検討し、これらの成長条件を最適化することでCr原子1個を含むドット形成割合の向上を試みた。
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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
CdTe自己形成ドット試料にSAWを発生させるための試料構造の作製し、実際にSAWの発生を確認できたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
Cr原子1個を含むCdTeドット試料に対してSAWを発生させる試料構造を作製し、SAW発生下で単一Crスピンのドットからの発光測定を行う。
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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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