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半導体量子ドット/共振器ハイブリッド構造における単一スピンのコヒーレント制御

研究課題

研究課題/領域番号 15H02015
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 応用物性
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

石橋 幸治  国立研究開発法人理化学研究所, 石橋極微デバイス工学研究室, 主任研究員 (30211048)

連携研究者 ディーコン ラッセル  国立研究開発法人理化学研究所, 石橋極微デバイス工学研究室, 専任研究員 (40552443)
ワン ルイ  国立研究開発法人理化学研究所, 石橋極微デバイス工学研究室, 客員研究員 (20700967)
研究協力者 Lieber Charles M.  Harvard University
Bakkers Erik P. A. M.  TU Eindhoven
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
41,600千円 (直接経費: 32,000千円、間接経費: 9,600千円)
2017年度: 10,400千円 (直接経費: 8,000千円、間接経費: 2,400千円)
2016年度: 10,010千円 (直接経費: 7,700千円、間接経費: 2,310千円)
2015年度: 21,190千円 (直接経費: 16,300千円、間接経費: 4,890千円)
キーワードスピン共振器相互作用 / スピン軌道相互作用 / 半導体ナノワイア / スピン / 共振器 / フォトン / 2重結合量子ドット / 量子ドット
研究成果の概要

一般に、スピンと電磁波の相互作用は電荷と電磁波の相互作用の大きさに比べて小さいので、スピン軌道相互作用(SOI)を利用して電荷を介したスピンと光子の相互作用を利用することを考えた。そのため、SOIの強いGe/Siナノワイヤにおいて、弱反局在効果による磁気抵抗を用いて、コヒーレンス長、スピン緩和長、特に後者の電界依存性を評価した。
また、InSbやGe/Siナノワイヤ量子ドットを超伝導マイクロ波回路共振器中に設置し、極低温に置いてその共振特性の測定を行い、共振器と電荷の相互作用を調べた。その結果、量子ドットのコヒーレンスが十分に大きくないため、コヒーレントな相互作用が実現できなかった。

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 5件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] Harvard University(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] Eindhoven University of Technology(オランダ)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] Harvard University(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] Eindhoven University of Technology(オランダ)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] Eindhoven University of Technology(オランダ)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究] Harvard University(米国)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Electrical modulation of weak-antilocalization and spin orbit interaction in dual gated Ge/Si core/shell nanowires2017

    • 著者名/発表者名
      Rui Wang, Russell Deacon, Jun Yao, Charles Lieber, and Koji Ishibashi
    • 雑誌名

      Semiconductor Science and Technology

      巻: 32 号: 9 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1088/1361-6641/aa7ce6

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] InSb nanowire double quantum dots coupled to a superconducting microwave cavity2016

    • 著者名/発表者名
      235.Rui Wang, Russell S. Deacon, Diana Car, Erik P. A. M. Bakkers, and Koji Ishibashi
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett.

      巻: 108 号: 20

    • DOI

      10.1063/1.4950764

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Double quantum dots embedded in a superconducting coplanar waveguide resonator2017

    • 著者名/発表者名
      K. Ishibashi, R. Wang and R. S. Deacon
    • 学会等名
      2017 Sweden-Japan International Workshop on Quantum Nanophysics and Nanoelectronics (QNANO2017)
    • 発表場所
      パシフィコ横浜、Yokohama, Japan
    • 年月日
      2017-03-23
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Sensitive Radio-Frequency Measurements of Charge States and Tunnel Couplings in Ge/Si Core/Shell Nanowire Quantum Dots2017

    • 著者名/発表者名
      Rui Wang, Russell S. Deacon, Jun Yao, Charles M. Lieber and Koji Ishibashi
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜、横浜
    • 年月日
      2017-03-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Nanowire quantum dots coupled with a superconducting microwave resonator2017

    • 著者名/発表者名
      R. Wang, R. S. Deacon, J. Yao, C. Lieber, and K. Ishibashi
    • 学会等名
      2017 Workshop on innovative nanoscale devices and systems (WINDS)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Weak Anti-localiztion Study of Spin Orbit Interaction in Single Ge/Si Core/Shell Nanowires under Dual Electrical Gating2016

    • 著者名/発表者名
      Rui Wang, Russell S. Deacon, Jun Yao, Charles M. Lieber and Koji Ishibashi
    • 学会等名
      33rd International Conference on the Physics of Semiconductors (ICPS2016)
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 年月日
      2016-08-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] InSb double quantum dots embedded in a superconducting circuit cavity - Towards strong spin-photon coupling2016

    • 著者名/発表者名
      K. Ishibashi, R. Wang and R. S. Deacon
    • 学会等名
      The 18th International Symposium on the Physics of Semiconductors and Applications (ISPSA 2016)
    • 発表場所
      Jeju, Korea
    • 年月日
      2016-07-03
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Microwave Resonance through the Superconducting Circuit Cavity Coupled with InSb Double Quantum Dots2016

    • 著者名/発表者名
      Rui Wang, Russell S. Deacon, Diana Car, Erik P. A. M. Bakkers and Koji Ishibashi
    • 学会等名
      43rd International Symposium on Compound Semiconductors (ISCS2016)
    • 発表場所
      富山国際会議場、Toyama, Japan
    • 年月日
      2016-06-27
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2022-09-27  

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