2021 Fiscal Year Annual Research 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 – 2022-03-31
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| Keywords | 単一スピン / 量子ドット / 表面弾性波 |
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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ドット試料において、格子振動によるドット中の単一Crスピンの変調を実験的に検証し、格子振動によるスピン制御の手法を開拓することを目的としている。分子線エピタキシー(MBE)法によりドット当たりCr原子1個を含むドット試料を作製し、表面弾性波(SAW)の発生下でドットに束縛された励起子の発光を測定することにより、SAWに伴う格子振動がCrスピン状態に与える影響を明らかにすることを目指している。今年度は以下の研究を行った。
これまでZnTe上に成長したCdTe極薄層における格子歪による自己形成ドット(SAD)において、極微量のCrの添加によりCr原子1個を含むドットの作製を目指してきた。しかしながら、Cr原子1個を含むドットの形成割合が低いため、別の方法としてCdTe/ZnTe量子井戸においてCdTe井戸層幅の揺らぎによる励起子の零次元閉じ込めを利用した量子構造試料の作製を試みた。その結果、井戸層に束縛された励起子発光のCr添加量に対する変化が、SADの場合とは異なることを見出した。これはCdTe量子井戸においてはCr原子のCdTe結晶への取り込まれ方が異なることを示唆しており、単一Cr原子を含む零次元量子構造の実現の可能性を示す結果である。今後はCdTe井戸層に添加するCrの量を調節することにより、単一Cr原子を含む零次元量子構造の作製を目指す。
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