軌道運動を利用した半導体中スピンの全光操作

• Project/Area Number: 21K14528
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 29010:Applied physical properties-related
• Research Institution: Tokyo University of Science
• Principal Investigator: 石原 淳 東京理科大学, 理学部第一部応用物理学科, 助教 (50801156)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2023-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2021)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2022: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000); Fiscal Year 2021: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
• Keywords: 電子スピン / 軌道運動 / 光操作 / 半導体量子構造

Outline of Research at the Start

本研究では、半導体中の電子スピンをラゲールガウスビームを用いて全光操作する。スピン軌道有効磁場によるスピン局所操作は移動距離と経路に依存するため、どれだけ小さい分解能で自在に経路制御ができるかがスピン操作の要となる。そこで、ラゲールガウスビームの有する軌道角運動量を用いて光励起した電子スピンを軌道運動させることで、スピンの局所領域全光操作を実証する。光の回折限界オーダーの局所スピン操作を可能にするだけでなく、「光」という共通ツールでスピンの生成・操作・検出が可能なシームレスな全光型スピンデバイスの創成につながる。