半導体低次元電子系における核スピン偏極の電気的検出

• 研究課題/領域番号: 24340065
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物性Ⅰ
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 町田 友樹 東京大学, 生産技術研究所, 准教授 (00376633)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 19,500千円 (直接経費: 15,000千円、間接経費: 4,500千円); 2014年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円); 2013年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円); 2012年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
• キーワード: 半導体核スピン / 量子ホール効果 / 低次元電子系 / 物性実験 / 半導体物性 / 低温物性 / 量子閉じ込め / スピンエレクトロニクス / 量子ドット

研究成果の概要

AlGaAs/GaAs二次元電子系ホールバー型素子を作製し、偶数量子ホール状態における動的核スピン偏極をpump&probe検出法により検出した。偶数ランダウ準位充填率の量子ホール状態においてはブレークダウンに伴う電流－電圧曲線のヒステリシスが観測されないため動的核スピン偏極が生じないと一般に理解されていたが、偶数量子ホール状態においても量子ホール効果ブレークダウンに起因する動的核スピン偏極が生じることを示す実験結果である。さらに、AlGaAs/GaAs量子ポイントコンタクト系の電気伝導特性で近藤共鳴ピークが磁場で分裂した状態において、電気伝導測定により、動的核スピン偏極の効果を検出した。

研究成果

• [雑誌論文] Resistive detection of nuclear spins in a single quantum dot under Kondo effect regime (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Kawamura, D. Gottwald, K. Ono, T. Machida, and K. Kono
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 87 号: 8 ページ: 81303-81303
  • DOI: 10.1103/physrevb.87.081303
  • 査読あり
• [学会発表] Dynamic Nuuclear Polarization Induced by Breakdown of Even-integer Quantum Hall Effect in a Corbino Ring (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Cmczawa. K. Moriya, M. Kawamura, S. Masubuchi, Y. Hashimoto, S Katsumoto, T. Machida
  • 学会等名: 20th International Conference on High Magnctic Fields in Semiconductor Physics, Poster 35, 110, Chamix, France(2012)
  • 発表場所: Chamix, France
  • 年月日: 2012-07-31