時間分解スピン回転をプローブとした高速電子移動の研究

• 研究課題/領域番号: 26400309
• 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: 物性Ⅰ
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 舛本 泰章 筑波大学, 数理物質系(名誉教授), 名誉教授 (60111580)
• 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: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2014年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: 量子ドット / 時間分解ファラディ回転 / スピン / トリオン

研究成果の概要

室温で電荷受容体と共にあるCdS量子ドット中の電子スピンの回転を時間分解ファラディ回転により研究した。電子スピンの回転はファラディ回転信号中に振動成分を持ち、磁場に比例した振動周期は電子のg因子=1.965±0.006を与えた。非振動成分は、励起子から出現し、正孔受容体があると減衰が速くなった。CdS量子ドットがTiO2電子受容体に結合すると電子スピンの回転信号は増強されスピン緩和時間は室温でもT2*=450psまで長く続いた。電子スピンの回転は正のトリオンへの光励起遷移により開始される。これらの結果は過渡的に正孔をドープすると量子ドット中の電子スピンの回転信号が増強されることを明確に示す。

研究成果

• [国際共同研究] 中国科学院長春光機物理研究所/吉林師範大学/吉林大学(中国)
• [雑誌論文] Quantum interference of two photons emitted from a luminescence center in GaAs:N (2017)
  • 著者名/発表者名: Michio Ikezawa, Liao Zhang, Yoshiki Sakuma, Yasuaki Masumoto
  • 雑誌名: APPLIED PHYSICS LETTERS 巻: 110 号: 15
  • DOI: 10.1063/1.4979520
  • NAID: 120007129123
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photocarrier recombination dynamics in ternary chalcogenide CuInS2 quantum dots (2015)
  • 著者名/発表者名: Jianhui Sun, Michio Ikezawa, Xiuying Wang, Pengtao Jing, Haibo Li, Jialong Zhao, Yasuaki Masumoto
  • 雑誌名: Physical Chemistry Chemical Physics 巻: 17 号: 18 ページ: 11981-11989
  • DOI: 10.1039/c5cp00034c
  • NAID: 120007136049
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Ultrafast Carrier Dynamics and Hot Electron Extraction in Tetrapod-Shaped CdSe Nanocrystals (2015)
  • 著者名/発表者名: Pengtao Jing, Wenyu Ji, Xi Yuan, Songnan Qu, Renguo Xie, Michio Ikezawa, Jialong Zhao, Haibo Li, Yasuaki Masumoto
  • 雑誌名: Applied Materials & Interfaces 巻: 7 号: 15 ページ: 7938-7944
  • DOI: 10.1021/am5091148
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Enhanced electron spin rotation in CdS quantum dots (2015)
  • 著者名/発表者名: Yasuaki Masumoto, Hikaru Umino, Jianhui Sun and Eri Suzumura
  • 雑誌名: Physical Chemistry Chemical Physics 巻: 17 号: 38 ページ: 25278-25282
  • DOI: 10.1039/c5cp04256a
  • NAID: 120007136033
  • 査読あり
• [学会発表] 等電子トラップを埋め込んたフォトニック結晶共振器による単一光子発生と発光寿命制御 (2017)
  • 著者名/発表者名: 王,若曦;池沢,道男、山田雄太、佐久間芳樹、武田寛之、池田直樹、杉本喜正、迫田和彰、舛本泰章
  • 学会等名: 日本物理学会第72回年次大会
  • 発表場所: 大阪大学豊中キャンパス（大阪府豊中市）
  • 年月日: 2017-03-17
• [学会発表] フォトニック結晶共振器による単一等電子発光中心の発光寿命制御 (2017)
  • 著者名/発表者名: 王若曦、池沢道男、山田雄太、佐久間芳樹、武田寛之、池田直樹、杉本喜正、迫田和彰、舛本泰章
  • 学会等名: 第64回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2017-03-14
• [学会発表] Study on coherence time and indistinguishability of single photons from nitrogen impurity centers in GaAs (2016)
  • 著者名/発表者名: Michio Ikezawa,,Liao Zhan, Yoshiki Sakuma, Kazuaki Sakoda, Yasuaki Masumoto
  • 学会等名: 9th International Conference on Quantum Dots (QD 2016)
  • 発表場所: 韓国済州島
  • 年月日: 2016-05-22
  • 国際学会
• [学会発表] GaAs 中の窒素発光中心から発生した光子の量子干渉 (2016)
  • 著者名/発表者名: 張 遼、池沢 道男、佐久間 芳樹、迫田 和彰、舛本 泰章
  • 学会等名: 第63回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 東京工業大学（東京都・目黒区）
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] Resonant Excitation of Single Luminescence Centers in GaAs:N (2015)
  • 著者名/発表者名: Michio Ikezawa, Naoto Yasuda, Liao Zhang, Yoshiki Sakuma, Kazuaki Sakoda, and Yasuaki Masumoto
  • 学会等名: 2015 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM2015)
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（北海道・札幌市）
  • 年月日: 2015-09-23
  • 国際学会
• [学会発表] Non-classical Light Generation from Isoelectronic Traps Embedded in Photonic Crystal Microcavities (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Ikezawa, Y. Yamada, Y. Sakuma, L. Zhang, H. Takeda, N. Ikeda, Y. Sugimoto, K. Sakoda, and Y. Masumoto
  • 学会等名: the joint conference of 21st International Conference on Electronic Properties of Two-Dimensional Systems (EP2DS-21) and 17th International Conference on Modulated Semiconductor Structures (MSS-17)
  • 発表場所: 仙台国際センター（宮城県・仙台市）
  • 年月日: 2015-07-26
  • 国際学会
• [学会発表] フォトニック結晶共振器に埋め込まれた等電子トラップからの非古典光発生 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山田雄太，張遼，池沢道男，武田寛之，池田直樹，杉本喜正，佐久間芳樹，迫田和彰，舛本泰章
  • 学会等名: 第75回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2014-09-19
• [学会発表] 等電子トラップを埋め込んだフォトニック結晶共振器の光学特性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山田雄太，張遼，池沢道男，武田寛之，池田直樹，杉本喜正，佐久間芳樹，迫田和彰，舛本泰章
  • 学会等名: 日本物理学会2014年秋季大会
  • 発表場所: 中部大学（愛知県）
  • 年月日: 2014-09-10
• [学会発表] 発光エネルギーの揃ったGaAs中の窒素発光中心の位相緩和 (2014)
  • 著者名/発表者名: 張遼，池沢道男，佐久間芳樹，迫田和彰，舛本泰章
  • 学会等名: 日本物理学会2014年秋季大会
  • 発表場所: 中部大学（愛知県）
  • 年月日: 2014-09-10
• [学会発表] Fast charge transfer from quantum dots for solar cells (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Masumoto, J. Sun, H. Umino, E. Suzumura
  • 学会等名: ICPS2014 (32nd International Conference on the Physics of Semiconductors)
  • 発表場所: Austin, TEXAS, USA
  • 年月日: 2014-08-14
• [学会発表] Trion Resonant Kerr Rotation in ZnO:Ga (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Masumoto, A. Murakami, H. Umino, S. Tomimoto
  • 学会等名: ICPS2014 (32nd International Conference on the Physics of Semiconductors)
  • 発表場所: Austin, TEXAS, USA
  • 年月日: 2014-08-12
• [図書] 『発光の事典 基礎からイメージングまで』 (2015)
  • 著者名/発表者名: 舛本泰章 他89名（編集者：木下修一、太田信廣、永井健治、南不二雄）
  • 総ページ数: 788
  • 出版者: 朝倉書店
• [図書] 『量子ドットの基礎と応用』 (2015)
  • 著者名/発表者名: 舛本泰章
  • 総ページ数: 312
  • 出版者: 裳華房
• [備考] 筑波大学数理物質系（物理学域）舛本・池沢研究室ホームページ
  • URL: http://www.px.tsukuba.ac.jp/~ikezawa/lab/
• [備考] 筑波大学 数理物質系（物理学域）舛本・池沢研究室ホームページ
  • URL: http://www.px.tsukuba.ac.jp/~ikezawa/lab/
• [備考] 筑波大学 数理物質系（物理学域） 舛本・池沢研究室ホームページ
  • URL: http://www.px.tsukuba.ac.jp/~ikezawa/lab/