スピン流による固体量子コンピュータデバイスSi:Pの高感度・高効率スピン制御

• 研究課題/領域番号: 25K17653
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分21060:電子デバイスおよび電子機器関連
• 研究機関: 福井大学
• 研究代表者: 石川 裕也 福井大学, 遠赤外領域開発研究センター, 講師 (80825282)
• 研究期間 (年度): 2025-04-01 – 2028-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2025年度)
• 配分額: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2027年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2026年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2025年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
• キーワード: 固体量子コンピュータ / 磁気共鳴 / スピン流

研究開始時の研究の概要

磁気共鳴型固体量子コンピュータ（QC）のデバイス候補である希薄リンドープシリコン(Si:P)半導体の実用化に向けて、測定感度がスピン数に依存しないスピンポンピングやスピン流を用いた量子ビット31P核スピンの新たな制御・検出法を提案する。Si:Pの表面に厚さ数nmの重金属薄膜を配置することでESR及びNMRによるスピン共鳴とスピン流の相互変換を利用してスピンダイナミクスを電気的に検出・制御することを目指す。本研究提案により31P核のスピンダイナミクスを解明し、動的核偏極(DNP)-NMRと組み合わせることで世界に先駆けてQCのスピン制御を行う。