2021 Fiscal Year Annual Research Report
磁気トンネル接合への色中心の導入と量子状態の電気的制御
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19KK0130
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Research Institution | Tohoku University |
Principal Investigator |
金井 駿 東北大学, 電気通信研究所, 助教 (40734546)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石原 淳 東京理科大学, 理学部第一部応用物理学科, 助教 (50801156)
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Project Period (FY) |
2019-10-07 – 2022-03-31
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Keywords | 量子ビット / スピントロニクス |
Outline of Annual Research Achievements |
2021年度はCOVID-19により相手方へ渡航しての実験が不可能であったが、2020年度に引き続きリモートでの共同研究(計算、実験)環境を整備し、これを強化した。 2020年度に明らかになりつつあった固体中スピン中心の位相緩和時間、特にHahnエココヒーレンス時間に対するスケーリング則と、単体材料から化合物材料におけるコヒーレンス時間の合成則について、その適用範囲と四重極相互作用による補正効果について調べた。担体材料におけるスケーリング則は、炭素の場合には10^21cm^-3程度以下の非零核スピン濃度でよく成立し、現在主流の固体中スピン中心材料の中の多くの材料について成立することが明らかになった。四重極相互作用を有する場合、準位間のダイポール相互作用による共鳴が抑制されるため、コヒーレンス時間が延長されることを明らかにした。また、その延長の度合いを四重極相互作用の強さにより定量的に明らかにした。 化合物系への補正係数である、stretching exponentについては概ね2でどの場合も近似可能であることが分かった。 上記計算により得られたスケーリング則は、三次元母体材料のHahnエコー信号に対するものである。今後、例えば、次元性が変わった場合(二次元系)に対するスケーリング則、dynamical decoupling、接触項による効果を共同研究により明らかにすることを計画している。 液体窒素冷却の簡易低温クライオスタットを導入し、理論的に長い量子位相緩和時間を持つことが予測されたホスト材料について、イオン注入した材料の偏光PL測定を行った。ある酸化物中心において、磁場を印加しつつ低温PLを測定し、磁場の有無によりPL信号が変化することなどを明らかにした。
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Research Products
(36 results)
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[Presentation] Scaling Electron Spin Coherence in Solid-state Spin Defects2021
Author(s)
S. Kanai, F. J. Heremans, H. Seo, G. Wolfowicz, C. P. Anderson, S. E. Sullivan, M. Onizhuk, G. Galli, D. D. Awschalom, and H. Ohno
Organizer
24th International Conference on Electronic Properties of Two-Dimensional Systems 20th International Conference on Modulated Semiconductor Structures (EP2DS-24/MSS-20) meeting
Int'l Joint Research
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[Presentation] 固体中のスピン中心におけるコヒーレンス時間のスケーリング2021
Author(s)
S. Kanai, F. J. Heremans, H. Seo, G. Wolfowicz, C. P. Anderson, S. E. Sullivan, M. Onizhuk, G. Galli, D. D. Awschalom, and H. Ohno
Organizer
The 82nd Japan Society of Applied Physics Autumn Meeting 2021
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[Presentation] Observation of non-collinear antiferromagentic domain structure in epitaxial Mn3Sn thin films2021
Author(s)
T. Uchimura, J.-Y. Yoon, Y. Sato, Y. Takeuchi, S. Kanai, R. Takechi, K. Kishi, Y. Yamane, S. DuttaGupta, J. Ieda, H. Ohno, and S. Fukami
Organizer
第69回応用物理学会春季学術講演会