2016 Fiscal Year Annual Research Report
Optical engineering of nuclear spins and localized spin manipulation
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25247047
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
足立 智 北海道大学, 工学研究院, 教授 (10221722)
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2013-05-31 – 2017-03-31
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| Keywords | 量子ドット / 核スピン分極 / 電子スピン / 正孔スピン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
固体での局在スピンを利用した量子情報処理研究において，電子・正孔－核スピン間相互作用の理解と制御が不可欠である．本研究では，これまでの光誘起核スピン分極研究の成果を更に発展させ，単一量子ナノ構造での光注入局在スピンのリザーバである核スピン集団の分極率や分極方向等を制御する核スピンエンジニアリングを確立し，局在スピン操作に積極的に利用することを目的としている．
H28年度は，以下の項目において研究を行い，これまでに報告例のない新たな成果を得た．
(1) 面内核磁場形成機構の解明：発光スペクトルの直交偏光成分の同時検出系を構築し，InAlAs自己集合量子ドットにおいて，零磁場下での核磁場形成を詳細に調べた．円偏光励起により意図せずとも0.8 Tに及ぶ大きな核磁場がKnight Fieldによる核スピン冷却により形成され，また歪による核四極子磁場が結晶成長方向から傾いている場合，核スピン緩和の機構になることを実証し，それらの成果を学術論文に報告した．
(2) 正孔面内g因子異方性の観測とVBMとの相関を調査：残留歪と閉じ込めポテンシャルの異方性が価電子帯混合および正孔g因子に与える影響を吟味し，その成果を学術論文に報告した．また残留歪を内包しない液滴成長QDでの歪印加がｇ因子制御には有望であると分かってきたので， InAlAs QD試料と並行して，液滴成長GaAsQD試料の磁気発光特性の調査を行った．
(3) 外部歪印加デバイスの作製：①，②の両課題において，歪はキーパラメータであるため，それを実験的に制御するためにピエゾ素子を用いた外部歪印加デバイスの作製を行った．現状ではQD試料の接着方法に改善の必要があり，ピラー構造試料の電極中への埋め込みや，PMMAなどレジスト材料を用いた固定方法の開発など，基板研磨を必要としない接着方法の開発を検討中である．
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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