2010 Fiscal Year Annual Research Report
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20540323
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
後藤 敦 独立行政法人物質・材料研究機構, ナノ計測センター, 主幹研究員 (30354369)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
端 健二郎 独立行政法人物質・材料研究機構, ナノ計測センター, 主任研究員 (00321795)
清水 禎 独立行政法人物質・材料研究機構, ナノ計測センター, グループリーダー (00354366)
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| Keywords | 半導体物性 / スピンエレクトロニクス / 光物性 / 核磁気共鳴 / 光ポンピング / 動的核偏極 / 交差分極 |
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| Research Abstract |
固体内の原子核スピンは通常の条件下では無偏極状態にあるが、動的核偏極技術を用いると「超偏極」と呼ばれる非平衡偏極状態を人工的に作り出すことができる。この超偏極は次世代ITにおける主要技術である半導体スピントロニクスや固体量子計算機、あるいは次世代先端分析技術である磁気共鳴型走査プローブ顕微鏡や偏極中性子散乱法などに技術革新をもたらすと期待されている。我々は、これまで半導体用の動的核偏極技術を独自開発してきた。本研究の目的は、この技術により実現した「半導体内の超偏極核スピン系」を舞台に出現する物理現象について、その本質を偏光と多重磁気共鳴技術を用いて明らかにすることである。4年計画の第3年度である本年度は、下記の研究を行った。
1.システムの構築と手法の開発
光ポンピングと多重磁気共鳴を同時に行うことができる新規システム「光ポンピング2重共鳴システム」を新たに開発した。このシステムでは試料を伝導冷却する方式を採用することで、光により発生する熱の速やかな除去を実現した。その結果、より高強度の光の照射が可能となった。また、高周波タンク回路を真空中におくことにより、高周波放電の完全な抑制を実現した。その結果、安定した強い高周波パルスを2つのチャンネルに同時に照射することが可能となった。
2.化合物半導体の超偏極状態における多重共鳴測定
前項で開発したシステムを用いて、光照射下での偏極過程について研究を進めている。本年度は、GaAsにおける偏極転写プロセスのうち、光照射下で起こる核スピン間の偏極転写過程と、その原因となる核スピン-スピン相互作用について研究し、この過程に関する多くの知見を得た。
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