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高強度テラヘルツパルスを利用した半導体中電子スピンの超高速自由制御

研究課題

研究課題/領域番号 26390074
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 光工学・光量子科学
研究機関千葉大学

研究代表者

森田 健  千葉大学, 大学院工学研究科, 准教授 (30448344)

研究分担者 北田 貴弘  徳島大学, 大学院理工学研究部(連携), 特任教授 (90283738)
連携研究者 好田 誠  東北大学, 工学研究科, 准教授 (00420000)
研究協力者 中嶋 誠  大阪大学, レーザーエネルギー学研究センター, 准教授 (40361662)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2016年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2015年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2014年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワード電子スピン / テラヘルツパルス / スピン軌道相互作用 / パルス面傾斜法 / 半導体 / スピン制御 / テラヘルツパルス発生 / 超高速スピン制御 / 半導体量子井戸 / チェレンコフテラヘルツパルス
研究成果の概要

半導体量子井戸中の電子スピンが高速移動すると,スピンに内部有効磁場が作用する.本研究では,テラヘルツパルスによってスピンを高速移動させ,内部有効磁場を利用したスピン制御の原理検証実験を行った.テラヘルツパルス発生機構を組み込んだ時間分解ポンププローブ光学系を構築し,テラヘルツパルス照射下でのスピンダイナミクスの計測を行った.テラヘルツパルス照射時のスピンの信号変化を観測できず,モンテカルロシミュレーションからもフォノン散乱が原因でスピンの空間移動ができていないことが分かった.

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Effect of cubic Dresselhaus spin-orbit interaction in a persistent spin helix state including phonon scattering in semiconductor quantum wells2015

    • 著者名/発表者名
      R. Kurosawa, K. Morita, and Y. Ishitani
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 107 号: 18

    • DOI

      10.1063/1.4935044

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 高強度THzパルス照射下での電子の時空間シミュレーション2017

    • 著者名/発表者名
      髙澤一朗太,森田健, 石谷善博
    • 学会等名
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • 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] InGaAs/InAlAs(001)多重量子井戸中の電子スピン緩和の外部光照射強度依存性2016

    • 著者名/発表者名
      高岩 悠、森田 健、石谷 善博、北田貴弘、井須俊郎
    • 学会等名
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ (新潟)
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Electron spin g-factor in In0.53Ga0.47As/In0.53Al0.47As multiple quantum wells measured by time-resolved Faraday rotation2016

    • 著者名/発表者名
      K. Morita, A. Okumura, T. Oda, Y. Ishitani, T. Kitada, T. Isu
    • 学会等名
      9th International Conference on Physics and Applications of Spin-Related Phenomena in Solids
    • 発表場所
      神戸国際会議場(神戸)
    • 年月日
      2016-08-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Time-resolved Faraday rotation measurement of electron g-factor in In0.53Ga0.47As/In0.53Al0.47As multiple quantum wells2016

    • 著者名/発表者名
      K. Morita, A. Okumura, T. Kitada, T. Isu, and Y. Ishitani
    • 学会等名
      JSPS Spring Meeting
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] M字型光学系を利用したチェレンコフテラヘルツパルス発生2015

    • 著者名/発表者名
      塩澤建人,森田 健,石谷善博
    • 学会等名
      第26回光物性研究会
    • 発表場所
      神戸大学
    • 年月日
      2015-12-11
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] M字型光学系を利用したチェレンコフテラヘルツパルス発生2015

    • 著者名/発表者名
      塩澤建人,森田 健,石谷善博
    • 学会等名
      第76回応用部物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Spatial mapping of spin polarization in InGaAs quantum wells at high temperature2015

    • 著者名/発表者名
      R. Kurosawa, K. Morita, Y. Ishitani
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 発表場所
      神奈川
    • 年月日
      2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Room temperature spin relaxationin InGaAs quantum wells2014

    • 著者名/発表者名
      K. Morita, R. Kurosawa, T. Oda, T. Kitada, Y. Ishitani, T. Isu
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 発表場所
      北海道
    • 年月日
      2014-09-20
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Monte Carlo法に基づくInGaAs系量子井戸中スピン偏極の空間マッピング2014

    • 著者名/発表者名
      黒澤亮太、森田健、石谷善博
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 発表場所
      北海道
    • 年月日
      2014-09-20
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [備考] 千葉大学 電気電子工学科 量子デバイス物性研究室

    • URL

      http://photonics.te.chiba-u.jp/

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [産業財産権] テラヘルツ光発生装置及びテラヘルツ分光装置2014

    • 発明者名
      森田 健
    • 権利者名
      森田 健
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2014-207663
    • 出願年月日
      2014-10-09
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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