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2015 Fiscal Year Research-status Report

光励起によるスピン偏極電子の新注入法の確立

Research Project

Project/Area Number 25390066
Research InstitutionHigh Energy Accelerator Research Organization

Principal Investigator

金 秀光  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 特別助教 (20594055)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2017-03-31
Keywordsスピン電子 / 歪み補償超格子 / スピン寿命
Outline of Annual Research Achievements

スピン電子の注入において、大事な一歩はスピン電子を生成する歪み補償超格子の設計と作製である。今までに申請者は結晶成長技術を駆使して、高品質である超格子構造の作製には見事に成功した。そのスピン偏極度と量子効率を測定したところ、最スピン高偏極度92%とその時1.6%の高量子効率が得られた。これはこの分野での世界最高値である。
さらに高性能を達成するために、スピン緩和時間とキャリアライフタイムを測定したところ、スピン緩和時間は120psと長いことに対して、キャリアライフタイムは23psと短いことが分かった。
今後キャリアライフタイムの改善により、さらなる高性能を目指す。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

スピン電子を生成する歪み超格子構造の作製を行い、結晶成長技術を駆使して、世界最高性能である超格子構造の作製には見事に成功した。
作製したGaAs-GaAsP歪み補償超格子方半導体フォトカソードより、最光スピン高偏極度92%とその時1.6%の高量子効率が得られた。これはこの分野での世界最高値である。

Strategy for Future Research Activity

生成したスピン電子をほかの材料に注入するためには、長いスピン緩和時間とキャリアライフタイムが不可欠である。
今回作製したGaAs-GaAsP歪み補償超格子試料を測定したところ、スピン緩和時間は120psと長いことに対して、キャリアライフタイムは23psと短いことが分かった。
今後はキャリアライフタイムの改善を目指す。主に超格子中の不純物の濃度や欠陥などのキャリアライフタイムへの影響を明らかにし、最適な超格子構造を作製する予定である。

Causes of Carryover

申請者は平成26年4月に名古屋大学より高エネルギー加速器研究機構に転勤している。重要な実験装置であるMOVPEシステムは名古屋大学に残っており、出張で名古屋大学に行って実験する必要がある。しかし、実験装置の離れているので、装置のメンテナンスがうまくできず、実験も思った通り進めず、予算にも残額が出た。

Expenditure Plan for Carryover Budget

未使用の経費は、国内出張、主に名古屋大学への実験してくる予定である。

  • Research Products

    (6 results)

All 2015

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Analysis of electron emission from GaAs (Cs, O) by low energy electron microscopy2015

    • Author(s)
      X.G. Jin
    • Journal Title

      Jpn. J. Appl. Phys

      Volume: 54 Pages: 101201

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.7567/JJAP.54.101201

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Stain mapping at nanometer resolution using advanced nano-beam electron diffraction2015

    • Author(s)
      B. Ozdol, C. Gammer, X.G. Jin, P. Ercius, C. Ophus, J. Ciston, A. Minor,
    • Journal Title

      Appl. Phys. Lett.

      Volume: 106 Pages: 253107

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1063/1.4922994

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 高性能スピン偏極電子源の開発と電子顕微鏡への応用2015

    • Author(s)
      金 秀光,山本尚人,真野篤志,竹田美和,鈴木雅彦,安江常夫,越川孝範
    • Organizer
      2015年真空・表面科学合同講演会
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場, 茨城県,つくば市
    • Year and Date
      2015-12-01 – 2015-12-03
  • [Presentation] 高性能スピン偏極電子源の開発とその応用2015

    • Author(s)
      金 秀光,山本尚人,真野篤志,山本将博, 竹田美和,
    • Organizer
      日本物理学会 2015年秋大会
    • Place of Presentation
      関西大学, 大阪府, 吹田市
    • Year and Date
      2015-09-16 – 2015-09-19
    • Invited
  • [Presentation] Improvement of quantum efficiency in high spin-polarization photocathode2015

    • Author(s)
      X.G. Jin, N. yamamoto, T. Miyauchi, A. Mano, Y. Takeda,
    • Organizer
      FEL2015
    • Place of Presentation
      Daejeon, Korea
    • Year and Date
      2015-08-23 – 2015-08-25
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Quantum efficiency improvement of polarized electron source using stain-compensated2015

    • Author(s)
      N. yamamoto, X.G. Jin, T. Miyauchi, A. Mano, Y. Takeda,
    • Organizer
      IPAC2015
    • Place of Presentation
      Vegina, USA
    • Year and Date
      2015-05-03 – 2015-05-08
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2017-01-06  

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