• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

量子ドットにおける電子スピンのコヒーレント制御の研究

研究課題

研究課題/領域番号 14350001
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 応用物性・結晶工学
研究機関北海道大学

研究代表者

武藤 俊一  北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00114900)

研究分担者 白峰 賢一  北海道大学, 大学院・工学研究科, 助手 (10241358)
戸田 泰則  北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (00313106)
足立 智  北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (10221722)
竹内 淳  早稲田大学, 理工学部, 教授 (80298140)
研究期間 (年度) 2002 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
17,100千円 (直接経費: 17,100千円)
2003年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
2002年度: 15,800千円 (直接経費: 15,800千円)
キーワードコヒーレント制御 / 電子スピン / 量子ドット / 円偏光 / 緩和時間 / 励起子 / 寿命 / 緩和機構 / 量子演算 / 光スイッチ / 時間分解発光 / スピン緩和
研究概要

15層積層したInAlAs/AlGaAs量子ドットを試作、非共鳴励起下でのスピン緩和測定を試みた。実験は発振波長780nm、パルス幅80fsのチタンサファイアレーザーを励起パルス光源とし、右回り円偏光(σ+)パルスで試料を励起し、その発光のσ+成分と左回り円偏光(σ-)成分を分けてストリークスコープを用いて時間分解発光測定した。分光器の入射スリット手前に1/4波長板と偏光子を置き、発光を一度直線偏光に変換し、偏光子により水平および垂直直線偏光発光成分を分けて測定することで発光の偏光を識別した。試料は、10Kに冷却した。励起エネルギーと検出エネルギーとの差はおよそ100meVである。直線偏光励起での時間変化は単一指数関数で良くフィッティングでき、励起子の寿命(再結合時間)は約1.18nsと見積ることができた。σ+成分とσ-成分との差の減衰はスピン緩和時間をτ_sとするとexp(-2t/τ_s)で与えられる。これから得られたスピン緩和時間τ_sは1.31nsとなり励起子再結合時間と同程度となることが分かった。2次元量子井戸に比べて非常に長いスピン緩和時間となっており、井戸で有効なスピン緩和機構が量子ドットでは消失したと解釈できる。量子ドットが電子スピンのコヒーレント制御に好適な材料であることが確認できた。
次世代のスピントロニクス材料としてワイドギャップ半導体およびポリフェニルアセチレン(PPA)の磁気的性質を調べた。PPAではスピングラス的な磁気的性質に加えて、磁場-磁化(M-H)曲線が閉じないことなど極めて興味深いスピン物性を示すことが明らかとなった。

報告書

(3件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (59件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (59件)

  • [文献書誌] Yuji Watanabe, shunichi Muto, Masayoshi Tabata: "Peculiar Field-Cycle Dependence of Magnetization Observed for Poly(phenyl)acetylene Prepared with a Rh Complex Catalyst"Jpn.J.Appl.Phys.. 43. 300-302 (2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Sasakura, S.Adachi, S.Muto, T.Usuki, (他1名): "Coulomb interaction in asymmetric triple-coupled quantum dots"Semiconductor Science and Technology. 19. S409-S411 (2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] O.Ikeuchi, S.Adachi, H.Sasakura, S.Muto: "Observation of population transfer to dark exciton states by using spin-diffracted four-wave mixing"Journal of Applied Physics. 93. 9634-9638 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Sasakura, S.Adachi, S.Muto: "Quantum gates based on electron spins of triple quantum dot"Japanese Journal of Applied Physics. 42. 6308-6313 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Sasakura, S.Adachi, S.Muto, H.Z.Song, (他2名): "Carrier tunneling in asymmetric double quantum dots"Physica E. 21. 511-515 (2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Adachi, S.Maki, O.Ikeuchi, H.Sasakura, S.Muto: "Spin-diffracted four-wave mixing measurements of exciton spin relaxation and population transfer to dark states"Proceedings of SPIE, Ultrafast Phenomena in Semiconductors VII. 4992. 241-248 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Adachi, S.Muto, K.Hazu, T.Sota, K.Suzuki, (他2名): "Exciton-exciton interaction and hetro-biexciton in GaN"Physical Review B. 67. 205212/1-205212/5 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Adachi, H.Sasakura, S.Muto, K.Hazu, T.Sota, (他2名): "Exciton-exciton correlation effects on FWM in GaN"Physica Status Solidi(b). 240. 348-351 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Toda, T.Matsubara, R.Morita, K.Hoshino, (他2名): "Efficient two-photon absorption of bulk GaN in the near-infrared region"Physica Status Solidi(c). 0. 2627-2630 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Hazu, T.Sota, K.Suzuki, S.Adachi, SF.Chichibu, (他4名): "Strong biexcitonic effects and exciton-exiton correlations in bulk ZnO"Physical Review B. 68. 033205/1-033205/4 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Adachi, K.Hazu, T.Sota, SF.Chichibu, (他4名): "Biexciton formation and exciton-exciton correlation effects in bulk ZnO"Semiconductor Science and Technology. 19. S276-S278 (2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Hazu, T.Sota, K.Suzuki, S.Adachi, S.F.Chichibu: "Optical nonlinearities of excitons in ZnO single crystal"Proceedings of SPIE, Ultrafast Phenomena in Semiconductors VII. 4992. 257-263 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Adachi, K.Hazu, T.Sota, SF.Chichibu, (他3名): "Scattering processes and dynamics of exciton-biexciton system in GaN"Proceedings of SPIE, Ultrafast Phenomena in Semiconductors VII. 4992. 188-201 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Toda, T.Matsubara, R.Moria, M.Yamashita, (他3名): "Two-photon absorption and multiphoton-induced photoluminescence of bulk GaN excited below the middle of the bandgap"Applied Physics Letters. 82. 4713-4715 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Inoue, Y.Toda, K.Hoshino, T.Someya, (他1名): "Raman study of the strain in GaN films by comparison with a free-standing GaN"Physica Status Solidi(c). 0. 2428-2431 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Hazu, T.Sota, K.Suzuki, S.Adachi, SF.Chichibu, (他4名): "Strong biexcitonic effects and exciton-exciton correlations in bulk ZnO"Physical Review B. 68. 033205/1-033205/4 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Hazu, A.Shikanai, T.Sota, K.Suzuki, S.Adachi, (他2名): "Optical nonlinearities and phase relaxation of excitons in GaN"Physical Review B. 65. 195202/1-195202/8 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Matsumura, T.Haga, S.Muto, (他4名): "Two modes of Ga diffusion into InAs self-assembled quantum dots suggested by ion channeling"Physica E. 13. 1168-1171 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Shiramine, T.Itoh, S.Muto, (他2名): "Adatom migration in Stranski-Krastanow growth of In As quantum dows"Journal of Crystal Growth. 242. 332-338 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Shiramine, T.Itoh, S.Muto: "Critical cluster size of InAs quantum dots formed by Stranski-Krastanow mode"Journal of Vacuum Science & Technology B. 22・2. 642-646 (2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Sasakura, S.Adachi, S.Muto, (他3名): "Spin Depolarization via Tunneling Effects in Asymmetric Double Quantum Dot Structure"The Japan Society of Applied Physics. 43・4B(In press). (2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Shiramine, T.Itoh, S.Muto, et al.: "Adatom migration in Stranski-Krastanow growth of InAs quantum dows"J.Cryst.Growth.. 242. 332-338 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Hazu, A.Shikanai, T.Sota, K.Suzuki, S.Adachi, et al.: "Optical nonlinearities and phase relaxation of excitons in GaN"Phys.Rev.B. 65. 195292/1-195202/8 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Matsumura, T.Haga, S.Muto, et al.: "Two modes of Ga diffusion into InAs self-assembled quantum dots suggested by ion channeling"Physica E. 13. 1168-1171 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] O.Ikeuchi, S.Adachi, H.Sasakura, S.Muto: "Observation of population transfer to dark exciton states by using spin-diffracted four-wave mixing"J.Appl.Phys.. 93. 9634-9638 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Sasakura, S.Adachi, S.Muto: "Quantum gates based on electron spins of triple quantum dot"Jpn.J.Appl.Phys.. 42. 6308-6313 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Adachi, S.Maki, O.Ikeuchi, H.Sasakura, S.Muto: "Spin-diffracted four-wave mixing measurements of exciton spin relaxation and population transfer to dark states"Proceedings of SPIE, Ultrafast Phenomena in Semiconductors VII 4992. 241-248 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Adachi, K.Hazu, T.Sota, SF.Chichibu, et al.: "Scattering processes and dynamics of exciton-biexciton system in GaN"Proceedings of SPIE, Ultrafast Phenomena in Semiconductors VII 4992. 188-201 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Hazu, T.Sota, K.Suzuki, S.Adachi, S.F.Chichibu: "Optical nonlinearities of excitons in ZnO single crystal"Proceedings of SPIE, Ultrafast Phenomena in Semiconductors VII 4992. 257-263 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Adachi, S.Muto, K.Hazu, T.Sota, K.Suzuki, et al.: "Exciton-exciton interaction and hetro-biexciton in GaN"Phys.Rev.B. 67. 205212/1-205212/5 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Adachi, H.Sasakura, S.Muto, K.Hazu, T.Sota, et al.: "Exciton-exciton correlation effects on FWM in GaN"Physica Status Solidi (b). 240. 348-351 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Hazu, T.Sota, K.Suzuki, S.Adachi, SF.Chichibu, et al.: "Strong biexcitonic effects and exciton-exciton correlations in bulk ZnO"Phys.Rev.B. 68. 033205/1-033205/4 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Toda, T.Matsubara, R.Morita, M.Yamashita, et al.: "Two-photon absorption and multiphoton-induced photoluminescence of bulk GaN excited below the middle of the bandgap"Appl.Phys.Lett.. 82. 4713-4715 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Toda, T.Matsubara, R.Morita, K.Hoshino, et al.: "Efficient two-photon absorption of bulk GaN in the near-infrared region"Physica Status Solidi (c). 0. 2627-2630 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Inoue, Y.Toda, K.Hoshino, T.Someya, et al.: "Raman study of the strain in GaN films by comparison with a free-standing GaN"Physica Status Solidi (c). 0. 2428-2431 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yuji Watanabe, Shunichi Muto, Nasayoshi Tabata: "Peculiar Field-Cycle Dependence of Magnetization Observed for Poly(phenyl)acetylene Prepared with a Rh Complex Catalyst"Jpn.J.Appl.Phys.. 43. 300-302 (2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Sasakura, S.Adachi, S.Muto, T.Usuki, et al.: "Coulomb interaction in asymmetric triple-coupled quantum dots"Semiconductor Science and Technology. 19. S409-S411 (2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Sasakura, S.Adachi, S.Muto, H.Z.Song, et al.: "Carrier tunneling in asymmetric double quantum dots"Physica E. 21. 511-515 (2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Adachi, K.Hazu, T.Sota, SF.Chichibu, et al.: "Biexciton formation and exciton-exciton correlation effects in bulk ZnO"Semiconductor Science and Technology. 19. S276-S278 (2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Toda, R.Morita, T.Nakaoka, et al.: "Selective excitation of self-assembled quantum dots by using shaped pulse"Physica E. 21/2-4. 180-183 (2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Shiramine, T.Itoh, S.Muto: "Critical cluster size of InAs quantum dots formed by Stranski-Krastanow mode"J.Vac.Sci.Tech.B. 22. 642-646 (2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Sasakura, S.Adachi, S.Muto, et al.: "Spin Depolarization via Tunneling Effects in Asymmetric Double Quantum Dot Structure"Jpn.J.Appl.Phys.. 43, No.4B(in press). (2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yuji Watanabe, Shunichi Muto, Masayoshi Tabata: "Peculiar Field-Cycle Dependence of Magnetization Observed for Poly(phenyl)acetylene Prepared with a Rh Complex Catalyst"Jpn.J.Appl.Phys.. Vol.43. 300-302 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] H.Sasakura, S.Adachi, S.Muto, T.Usuki (他1名): "Coulomb interaction in asymmetric triple-coupled quantum dots"Semiconductor Science and Technology. 19. S409-S411 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] O.Ikeuchi, S.Adachi, H.Sasakura, S.Muto: "Observation of population transfer to dark exciton states by using spin-diffracted four-wave mixing"Journal of Applied Physics. 93. 9634-9638 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] H.Sasakura, S.Adachi, S.Muto: "Quantum gates based on electron spins of triple quantum dot"Japanese Journal of Applied Physics. 42. 6308-6313 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] H.Sasakura, S.Adachi, S.Muto, H.Z.Song (他2名): "Carrier tunneling in asymmetric double quantum dots"Physica E. 21. 511-515 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] S.Adachi, S.Maki, O.Ikeuchi, H.Sakura, S Muto: "Spin-diffracted four-wave mixing measurements of exciton spin relaxation and populaion transfer to dark states"Proceedings of SPIE, Ultrafast Phenomena in Semiconductors VII. 4992. 241-248 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] S.Adachi, S.Muto, K.Hazy, T.Sota, K.Suzuki (他2名): "Exciton-exciton interaction and hetro-biexciton in GaN"Physical Review B. 67. 205212/1-205212/5 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] S.Adachi, H.Sasakura, S.Muto, K.Hazu, T.Sota (他2名): "Exciton-exciton correlation effects on FWM in GaN"physica status solidi (b). 240. 348-351 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] K.Hazu, T.Sota, K.Suzuki, S.Adachi, SF.Chichibu (他4名): "Strong biexcitonic effects and exciton-exciton correlations in bulk ZnO"Physical Review B. 68. 033205/1-033205/4 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] S.Adachi, K.Hazu, T.Sota, SF.Chichibu (他4名): "Biexciton formation and exciton-exciton correlation effects in bulk ZnO"Semiconductor Science and Technology. 19. S276-S278 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] S.Adachi, K.Hazu, T.Sota, SF.Chichibu (他3名): "Scattering processes and dynamics of exciton-biexciton system in GaN"Proceedings of SPIE, Ultrafast Phenomena in Semiconductors VII. 4992. 188-201 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] K.Hazu, T.Sota, K.Suzuki, S.Adachi, S.F.Chichibu: "Optical nonlinearities of excitons in ZnO single crystal"Proceedings of SPIE, Ultrafast Phenomena in Semiconductors VII. 4992. 257-263 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Toda, T.Matsubara, R.Morita, M.Yamashita (他3名): "Two-photon absorption and multiphoton-induced photoluminescence of bulk GaN excited below the middle of the bandgap"Applied Physics Letters. 82. 4713-4715 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Toda, T.Matsubara, R.Morita, K.Hoshino (他2名): "Efficient two-photon absorption of bulk GaN in the near-infrared region"physica status solidi (c). 0. 2627-2630 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Inoue, Y.Toda, K.Hoshino, T.Someya (他1名): "Raman study of the strain in GaN films by comparison with a free-standing GaN"physica status solidi (c). 0. 2428-2431 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Toda, R.Morita, T.Nakaoka, (他3名): "Selective excitation of self-assembled quantum dots by using shaped pulse"Physica E. 21/2-4. 180-183 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] N.Matsumura: "Two modes of Ga diffusion into InAs self-assembled quantum dots suggested by ion channeling"Physica E. 13・24. 1168-1171 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

URL: 

公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi