ナノチューブのスピンコヒーレンス

• 研究課題/領域番号: 22740191
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 物性Ⅰ
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 泉田 渉 東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (20372287)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円); 2013年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2012年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円); 2011年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2010年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
• キーワード: メゾスコピック系 / ナノチューブ / スピン

研究概要

本研究では、ナノチューブの低エネルギー電子状態を、チューブ表面の曲率やスピン軌道相互作用の効果を取り込んだ数値的および解析的な手法により調べた。同一谷内の左右進行波に速度差が生じること、有限長ナノチューブの離散準位には、境界条件によってノギスの様なスペクトル構造やスピン軌道分裂がみられることなど、従来の谷縮退描像では捉えられない電子状態が明らかとなった。ナノチューブにおいてスピンがどのように運動し緩和するのか、スピン状態が伝導特性にどう現れるのか、さらにはどのようにスピン制御できるか、といった諸問題を考える上で、本研究によって得られた知見は不可欠と考えられる。

研究成果

• [雑誌論文] Spin blockade in a double quantum dot containing three electrons (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Amaha, W. Izumida, T. Hatano, S. Tarucha, K. Kono, K. Ono
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 89巻 号: 8 ページ: 85302-85302
  • DOI: 10.1103/physrevb.89.085302
  • 査読あり
• [雑誌論文] 縦結合量子ポイントコンタクトにおけるトンネル結合の電気的制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 一ノ倉聖, 羽田野剛司, 泉田 渉, 長瀬勝美, 平山祥郎
  • 雑誌名: 日本物理学会講演概要集 巻: 69 ページ: 687-687
• [雑誌論文] ナノチューブ量子ドットにおける縮退準位の分裂 (2014)
  • 著者名/発表者名: 泉田 渉, 辰巳 由樹, 齋藤 理一郎
  • 雑誌名: 日本物理学会講演概要集 巻: 69 ページ: 718-718
• [雑誌論文] Two- and Three-Electron Pauli Spin Blockade in Series-Coupled Triple Quantum Dots (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Amaha, W. Izumida, T. Hatano, S. Teraoka, S. Tarucha, J. A. Gupta, and D. G. Austing
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett 巻: 110 号: 1 ページ: 16803-16803
  • DOI: 10.1103/physrevlett.110.016803
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrical control of tunnel coupling between vertically coupled quantum point contacts (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Ichinokura, T. Hatano, W. Izumida, K. Nagase, Y. Hirayama
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 103 号: 6
  • DOI: 10.1063/1.4817937
  • 査読あり
• [雑誌論文] Asymmetric velocities of Dirac particles and Vernier spectrum in metallic single-wall carbon nanotubes (2012)
  • 著者名/発表者名: W. Izumida, A. Vikstrom, R. Saito
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 85 号: 16
  • DOI: 10.1103/physrevb.85.165430
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mechanical vibration of a cylindrically rolled-up cantilever shell in microelectromechanical and nanoelectromechanical systems (2012)
  • 著者名/発表者名: W. Izumida, Y. Hirayama, H. Okamoto, H. Yamaguchi, K.-J. Friedland
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 85巻 号: 7 ページ: 75313-75313
  • DOI: 10.1103/physrevb.85.075313
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Domain Boundaries on the Raman Spectra of Mechanically Strained Graphene (2012)
  • 著者名/発表者名: M. A. Bissett, W. Izumida, R. Saito, H. Ago
  • 雑誌名: ACS Nano 巻: 6 号: 11 ページ: 10229-10238
  • DOI: 10.1021/nn304032f
  • 査読あり
• [雑誌論文] 縦に結合したポイントコンタクトのコンダクタンスプラトー (2012)
  • 著者名/発表者名: 一ノ倉聖, 羽田野剛司, 泉田渉, 長瀬勝美, 平山祥郎
  • 雑誌名: 日本物理学会講演概要集 巻: 67 ページ: 652-652
• [雑誌論文] Series-coupled triple quantum dot molecules (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Amaha, T. Hatano, W. Izumida, S. Teraoka, K. Ono, K. Kono, S. Tarucha, G. Aers, J. Gupta6, and G. Austing
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 51 号: 2S ページ: 02BJ06-02BJ06
  • DOI: 10.1143/jjap.51.02bj06
  • NAID: 210000140262
  • 査読あり
• [雑誌論文] ナノチューブ量子ドットのバンド傾斜により2重-4重縮退遷移 (2012)
  • 著者名/発表者名: 泉田渉、Anton Vikstrom、齋藤理一郎
  • 雑誌名: 日本物理学会講演概要集 巻: 67 ページ: 722-722
• [雑誌論文] 縦方向に結合した量子ポイントコンタクトの電気伝導特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 一ノ倉聖、羽田野剛司、泉田渉、長瀬勝美, 平山祥郎
  • 雑誌名: 日本物理学会講演概要集 巻: 67 ページ: 758-758
• [雑誌論文] 直列多重ドットで誘起される電子スピン状態とスピンブロッケード (2011)
  • 著者名/発表者名: 泉田渉、天羽真一
  • 雑誌名: 日本物理学会講演概要集 巻: 66 ページ: 697-697
• [雑誌論文] 2重量子ドットにおける3電子スピンブロッケード現象と核スピン効果 (2011)
  • 著者名/発表者名: 天羽真一、泉田渉、高橋諒, 河野公俊, 他
  • 雑誌名: 日本物理学会講演概要集 巻: 66 ページ: 697-697
• [雑誌論文] Quantum energy teleportation in a quantum Hall system (2011)
  • 著者名/発表者名: G.Yusa, W.Izumida, M.Hotta
  • 雑誌名: Physical Review A 巻: 84 号: 3
  • DOI: 10.1103/physreva.84.032336
  • 査読あり
• [雑誌論文] 直列2重および3重ドットのパウリブロッケードに対する理論解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 泉田渉、天羽真一
  • 雑誌名: 日本物理学会講演概要集 巻: 66 ページ: 719-719
• [雑誌論文] 2重量子ドットにおける3電子スピンブロッケイド現象 (2011)
  • 著者名/発表者名: 天羽真一、泉田渉, 他
  • 雑誌名: 日本物理学会講演概要集 巻: 66 ページ: 719-719
• [雑誌論文] 半導体微細ロール構造の機械振動における曲率依存性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 泉田渉、岡本創、山口浩司、平山祥郎
  • 雑誌名: 日本物理学会溝演概要集 巻: 65 ページ: 638-638
• [学会発表] ナノチューブ量子ドットにおける縮退準位の分裂 (2014)
  • 著者名/発表者名: 泉田 渉, 辰巳由樹, 齋藤理一郎
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学湘南キャンパス
  • 年月日: 2014-03-29
• [学会発表] 縦結合量子ポイントコンタクトにおけるトンネル結合の電気的制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 一ノ倉聖, 羽田野剛司, 泉田 渉, 長瀬勝美, 平山祥郎
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学湘南キャンパス
• [学会発表] Electrical control of coupling characteristics in vertically-stacked double-quantum-point-contact (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Ichinokura, T. Hatano, K. Nagase, W. Izumida and Y. Hirayama
  • 学会等名: 20th International Conference on Electronic Properties of Two-Dimensional Systems (EP2DS-20) and 16th International Conference on Modulated Semiconductor Structures(MSS-16)
  • 発表場所: Wroclaw University of Technology, Poland
• [学会発表] Vernier spectrum in finite-length armchair carbon nanotubes (2013)
  • 著者名/発表者名: 辰巳 由樹, 泉田 渉, 齋藤 理一郎
  • 学会等名: 第44回フラーレン・ナノチューブ･グラフェン総合シンポジウム
  • 発表場所: 東京大学
• [学会発表] Investigation of mechanical strain of graphene by Raman spectroscopy (2013)
  • 著者名/発表者名: Mark Bissett, 泉田 渉, 齋藤 理一郎, 辻 正治, 吾郷 浩樹
  • 学会等名: 第60回応用物理学会春期学術講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学
• [学会発表] 有限長の金属単層ナノナノチューブにおけるディラックコーン傾斜とノギススペクトル (2012)
  • 著者名/発表者名: 泉田 渉, 辰巳 由樹, 齋藤 理一郎
  • 学会等名: 第43回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2012-09-06
• [学会発表] 縦方向に結合した量子ポイントコンタクトの電気伝導特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 一ノ倉聖, 羽田野剛司, 泉田渉, 長瀬勝美, 平山祥郎
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学
  • 年月日: 2012-03-27
• [学会発表] ナノチューブ量子ドットのバンド傾斜による2重・4重縮退遷移 (2012)
  • 著者名/発表者名: 泉田 渉, Anton Vikstroem, 齋藤理一郎
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学
  • 年月日: 2012-03-24
• [学会発表] Electronic Transport Properties in Vertically Coupled Quantum Point Contacts (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Ichinokura, T. Hatano, W. Izumida, K. Nagase, Y. Hirayama
  • 学会等名: 39th International Symposium on Compound Semiconductors and 24th International Conference on Indium Phosphide and Related Materials
  • 発表場所: University of California, Santa Barbara, CA USA
• [学会発表] 有限長の金属単層ナノナノチューブにおけるディラックコーン傾斜とノギススペクトル (2012)
  • 著者名/発表者名: 泉田 渉, 辰巳 由樹, 齋藤 理一郎
  • 学会等名: 第43回フラーレン・ナノチューブ･グラフェン総合シンポジウム
  • 発表場所: 東北大学
• [学会発表] Effect of Mechanical Strain on Polycrystalline Graphene (2012)
  • 著者名/発表者名: Mark Bissett, Wataru Izumida, Riichiro Saito, Hiroki Ago
  • 学会等名: 第43回フラーレン・ナノチューブ･グラフェン総合シンポジウム
  • 発表場所: 東北大学
• [学会発表] 縦に結合したポイントコンタクトのコンダクタンスプラトー (2012)
  • 著者名/発表者名: 一ノ倉聖, 羽田野剛司, 泉田渉, 長瀬勝美, 平山祥郎
  • 学会等名: 日本物理学会2012年秋季大会
  • 発表場所: 横浜国立大学
• [学会発表] Tilting of Dirac cones and vernier spectrum in finite-length metallic single-wall carbon nanotubes (2012)
  • 著者名/発表者名: W. Izumida, Yuki Tatsumi, Riichiro Saito
  • 学会等名: 2012 A3 Symposium of Emerging Materials: Nanomaterials for Energy and Environments (Korea-China-Japan meeting on nano-carbon and new materials)
  • 発表場所: 東北大学
• [学会発表] Anomalous Raman Behavior of CVD Grown Graphene under Strain (2012)
  • 著者名/発表者名: Mark A. Bissett, Wataru Izumida, Riichiro Saito, Hiroki Ago
  • 学会等名: 2012 MRS Fall Meeting
  • 発表場所: Hynes Convention Center - Boston, Massachusetts, USA
• [学会発表] Coulomb diamonds and Two-electron Spin Blockade in Cotunneling Regime of Serial Vertical Triple Quantum Dot Device (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Amaha, W.Izumida, T.Hatano, S.Teraoka, 他
  • 学会等名: 2011 International Conference on Solid State Devices and Materials
  • 発表場所: Aichi Industry & Labor Center (WINC AICHI), Nagoya
  • 年月日: 2011-09-30
• [学会発表] 直列多重ドットで誘起される電子スピン状態とスピンブロッケード (2011)
  • 著者名/発表者名: 泉田 渉, 天羽真一
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2011-09-23
• [学会発表] 2重量子ドットにおける3電子スピンブロッケイド現象と核スピン効果 (2011)
  • 著者名/発表者名: 天羽真一, 泉田渉, 高橋諒, 河野公俊, 他
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2011-09-23
• [学会発表] 直列2重および3重ドットのパウリブロッケードに対する理論解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 泉田渉、天羽真一
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 新潟
  • 年月日: 2011-03-27
• [学会発表] 2重量子ドットにおける3電子スピンブロッケイド現象 (2011)
  • 著者名/発表者名: 天羽真一、泉田渉, 他
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 新潟
  • 年月日: 2011-03-27
• [学会発表] Quartet Spin Blockade Mechanisms in Vertical Double Quantum Dots (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Amaha, W.Izumida, 他
  • 学会等名: International Symposium on Nanoscale Transport and Technology
  • 発表場所: 厚木
  • 年月日: 2011-01-13
• [学会発表] Laterally and vertically coupled triple vertical quantum dots (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Amaha, T.Hatano, W.Izumida, 他
  • 学会等名: Frontiers in Nanoscale Science and Technology Workshop 2011
  • 発表場所: 和光
  • 年月日: 2011-01-05
• [学会発表] Curvature dependence of vibrational modes in rolled-up semiconductor layer (2010)
  • 著者名/発表者名: W.Izumida, H.Okamoto, H.Yamaguchi, Y.Hirayama
  • 学会等名: International Symposium : Advanced functionality with three-dimensionally controlled quantum structures
  • 発表場所: ポツダム、ドイツ
  • 年月日: 2010-09-30
• [学会発表] 半導体微細ロール構造の機械振動における曲率依存性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 泉田 渉, 岡本 創, 山口浩司, 平山祥郎
  • 学会等名: 日本物理学会2010年秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大学
  • 年月日: 2010-09-23
• [学会発表] 半導体微細ロール構造の機械振動における曲率依存性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 泉田渉、岡本創、山口浩司、平山祥郎
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2010-09-23
• [学会発表] Curvature dependence of vibrational modes in rolled-up semiconductor layer (2010)
  • 著者名/発表者名: W. Izumida, H. Okamoto, H. Yamaguchi, Y. Hirayama
  • 学会等名: International Symposium : Advanced functionality with three-dimensionally controlled quantum structures
  • 発表場所: Potsdam, Germany
  • 年月日: 2010-08-30
• [学会発表] Laterally and Vertically Coupled Triple Vertical Quantum Dots (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Amaha, T.Hatano, W.Izumida, 他
  • 学会等名: 30th International Conference on the Physics of Semiconductors
  • 発表場所: ソウル、韓国
  • 年月日: 2010-07-26
• [備考]
  • URL: http://flex.phys.tohoku.ac.jp/~izumida/
• [備考]
  • URL: http://flex.phys.tohoku.ac.jp/~izumida/
• [備考]
  • URL: http://flex.phys.tohoku.ac.jp/~izumida/