| 研究課題/領域番号 |
21K13867
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分13020:半導体、光物性および原子物理関連
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
藤田 高史 大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (00809642)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2023年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2022年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2021年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
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| キーワード | 量子ドット / 量子情報処理 / 半導体 / スピン制御 / 光励起 / 単一電子スピン / 非ドープ型量子井戸 / GaAs / 面内pin接合 / スピン軌道相互作用 / 超微細相互作用 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
微細金属電極を配した形の半導体スピンデバイスは、量子情報の集積化に関連して注目されている。単一スピン磁化の測定は、現状では電気的な測定に限られ、前段階として熱揺らぎより大きいエネルギー的分離を用意するために、テスラ級の磁場あるいは極低温を必要としている。本研究では、熱揺らぎを下回るエネルギー分離下でのスピン測定について研究し、低磁場下でのスピン緩和過程や、光学的測定手法の可能性について明らかにしていく。
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| 研究成果の概要 |
本研究課題では、単一電子と単一成功を閉じ込める新しいデバイスを開発しました。これにより、電子と正孔を非常に近い距離で制御することが可能となり、新しい量子ドットデバイスが実現しました。光励起スピンを閉じ込めることでスピンの初期化を目指しており、新規デバイス構造の電磁界シミュレーションを重ね、また高精度な電極作製技術を確立しました。加えて、低磁場でのスピン操作を目指し、各基礎技術を実証しています。これらの成果により、将来的に目指す応用の実現が期待されます。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究成果は、学術的には新しい量子ドットデバイスを実現し、量子情報処理や通信の分野での応用が期待されます。従来、半導体中の量子情報キャリアは電子か正孔の片方のみの制御でしたが、本研究では両方のキャリアの制御や光との結合を目指し、磁場不要で高温での動作を目指しています。これにより、汎用性の高い複合的なデバイスの開発が促進され、情報技術やセキュリティー、ナノスケールのセンシングなど社旗への貢献が期待されます。
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