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間接遷移型半導体におけるスピン偏極キャリアの光注入

研究課題

研究課題/領域番号 26400317
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
研究機関京都大学

研究代表者

中 暢子  京都大学, 理学研究科, 准教授 (10292830)

研究分担者 秋元 郁子  和歌山大学, システム工学部, 准教授 (00314055)
研究協力者 STOLZ Heinrich  ロストク大学, 物理学科, 教授
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
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード光キャリア / 間接遷移型半導体 / スピン緩和
研究成果の概要

近年、シリコンに代表される間接遷移型IV族半導体に対して太陽電池やスピンデバイスとしての期待が急速に高まっている。しかし、長いスピンコヒーレンス時間が予想されるダイヤモンドにおいて、スピン輸送の担い手となりうる非局在キャリアのスピン緩和時間の測定例はなかった。そこで、本研究では、偏光レーザー照射によるスピン偏極キャリアの注入を試み、運動量緩和時間や輸送特性を明らかにした。本研究の成果は、次世代デバイスにおける非局在スピンの有効活用につながるものと期待される。

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

    (55件)

すべて 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 9件、 謝辞記載あり 8件) 学会発表 (43件) (うち国際学会 9件、 招待講演 6件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Uppsala University(Sweden)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Two optical routes of cold carrier injection in silicon revealed by time-resolved excitation spectroscopy2017

    • 著者名/発表者名
      Ikuko Akimoto and Nobuko Naka
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 印刷中

    • NAID

      210000135868

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 高純度ダイヤモンドにおける励起子拡散のメカニズム2017

    • 著者名/発表者名
      中暢子、森本光、挾間優治、田中耕一郎
    • 雑誌名

      光アライアンス

      巻: 28 ページ: 35-38

    • NAID

      40021111612

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Excitons and fundamental transport properties of diamond under photo-injection (Feature Article)2016

    • 著者名/発表者名
      N. Naka, H. Morimoto, and I. Akimoto
    • 雑誌名

      Physica Status Solidi (a)

      巻: 213 号: 10 ページ: 2551-2563

    • DOI

      10.1002/pssa.201600237

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Exciton lifetime and diffusion length in high-purity chemical-vapor-deposition diamond2016

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Morimoto, Yuji Hazama, Koichiro Tanaka, and Nobuko Naka
    • 雑誌名

      Diamond and Related Materials

      巻: 63 ページ: 47-50

    • DOI

      10.1016/j.diamond.2015.11.010

    • 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
  • [雑誌論文] Ultrahigh exciton diffusion in intrinsic diamond2015

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Morimoto, Yuji Hazama, Koichiro Tanaka, and Nobuko Naka
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 92 号: 20 ページ: 201202-201202

    • DOI

      10.1103/physrevb.92.201202

    • 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
  • [雑誌論文] Time-resolved cyclotron resonance on dislocation-free HPHT diamond2015

    • 著者名/発表者名
      I. Akimoto, N. Naka, N. Tokuda
    • 雑誌名

      Diamond & Related Materials

      巻: 63 ページ: 38-42

    • DOI

      10.1016/j.diamond.2015.08.013

    • 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
  • [雑誌論文] Mass-anisotropy splitting of indirect excitons in diamond2014

    • 著者名/発表者名
      Yuji Hazama, Nobuko Naka, and Heinrich Stolz
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 90 号: 4

    • DOI

      10.1103/physrevb.90.045209

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] High carrier mobility in ultrapure diamond measured by time-resolved cyclotron resonance2014

    • 著者名/発表者名
      Ikuko Akimoto, Katsuyuki Fukai, Yushi Handa, and Nobuko Naka
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 105 号: 3

    • DOI

      10.1063/1.4891039

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Nanosecond cyclotron resonance in ultrapure diamond2014

    • 著者名/発表者名
      Nobuko Naka, Katsuyuki Fukai, Yushi Handa, and Ikuko Akimoto
    • 雑誌名

      Journal of Luminescence

      巻: 152 ページ: 93-97

    • DOI

      10.1016/j.jlumin.2013.12.055

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Relaxation of localized excitons by phonon emission at oxygen vacancies in Cu2O2014

    • 著者名/発表者名
      Sandhaya Koirala, Mitsuyoshi Takahata, Yuji Hazama, Nobuko Naka, and Koichiro Tanaka
    • 雑誌名

      Journal of Luminescence

      巻: 155 ページ: 65-69

    • DOI

      10.1016/j.jlumin.2014.06.027

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Enhanced electron mobility in intrinsic diamond at cryogenic temperatures2017

    • 著者名/発表者名
      N. Naka, I. Akimoto, T. Shimomura, Ian Friel, and J. Isberg
    • 学会等名
      Hasselt Diamond Workshop SBDD XXII
    • 発表場所
      Hasselt, Belgium
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Quantitative discussion on the relevance of substitutional impurities to exciton and charge-carrier lifetimes2017

    • 著者名/発表者名
      T. Shimomura, N. Naka, N. Tokuda, and I. Akimoto
    • 学会等名
      Hasselt Diamond Workshop SBDD XXII
    • 発表場所
      Hasselt, Belgium
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高純度シリコン結晶におけるバレー選択的光キャリア生成2017

    • 著者名/発表者名
      秋元郁子、中暢子
    • 学会等名
      日本物理学会第72回年次大会(2017年)
    • 発表場所
      大阪大学(豊中キャンパス)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ダイヤモンドにおける光励起キャリアのテラヘルツ時間領域分光2017

    • 著者名/発表者名
      市井智章、中暢子、挾間優治、田中耕一郎
    • 学会等名
      日本物理学会第72回年次大会(2017年)
    • 発表場所
      大阪大学(豊中キャンパス)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ダイヤモンド中の光励起キャリアに対する不純物散乱の定量評価2017

    • 著者名/発表者名
      下村尊明、中暢子、徳田規夫、秋元郁子
    • 学会等名
      日本物理学会第72回年次大会(2017年)
    • 発表場所
      大阪大学(豊中キャンパス)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 非弾性二体衝突によるCu2Oリュードベリ励起子の生成と消滅2017

    • 著者名/発表者名
      高畑光善、北村達矢、中暢子
    • 学会等名
      日本物理学会第72回年次大会(2017年)
    • 発表場所
      大阪大学(豊中キャンパス)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ダイヤモンド超格子における励起子及び電正孔液滴発光2017

    • 著者名/発表者名
      矢田部 翼、嵐田 雄介、南 不二雄、中 暢子、渡邊 幸志、片山 郁文、武田 淳
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 高純度CVD及びHPHTダイヤモンド基板における格子欠陥の赤外分光2016

    • 著者名/発表者名
      下村尊明、中暢子、徳田規夫、秋元郁子
    • 学会等名
      日本物理学会 第71回年次大会
    • 発表場所
      関西大学千里山キャンパス
    • 年月日
      2016-03-21
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] ダイヤモンドにおける非平衡電子正孔系の熱緩和と輸送2016

    • 著者名/発表者名
      森本光、挾間優治、田中耕一郎、中暢子
    • 学会等名
      日本物理学会 第71回年次大会
    • 発表場所
      関西大学千里山キャンパス
    • 年月日
      2016-03-20
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 高純度シリコン結晶における光生成キャリアのダイナミクス2016

    • 著者名/発表者名
      秋元郁子、大畠慶三、中暢子
    • 学会等名
      日本物理学会 第71回年次大会
    • 発表場所
      関西大学千里山キャンパス
    • 年月日
      2016-03-20
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Cu2Oナノ薄膜における励起子の非局所光応答の観測2016

    • 著者名/発表者名
      高畑光善、中暢子、田中耕一郎
    • 学会等名
      日本物理学会 第71回年次大会
    • 発表場所
      関西大学千里山キャンパス
    • 年月日
      2016-03-20
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Excitons and fundamental properties of diamond2016

    • 著者名/発表者名
      N. Naka, H. Morimoto, and I. Akimoto
    • 学会等名
      Hasselt diamond workshop SBDD XXI
    • 発表場所
      Hasselt, Belgium
    • 年月日
      2016-03-09
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Exciton interband relaxation observed by time-resolved cyclotron resonance in diamond2016

    • 著者名/発表者名
      Ikuko Akimoto and Nobuko Naka
    • 学会等名
      19th International Conference on Dynamical Processes in Excited States of Solids
    • 発表場所
      Paris, France
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Excitation-energy dependent carrier dynamics in silicon2016

    • 著者名/発表者名
      Nobuko Naka and Ikuko Akimoto
    • 学会等名
      19th International Conference on Dynamical Processes in Excited States of Solids
    • 発表場所
      Dortmund, Germany
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Nonlocal coupling of light and weakly confined excitons in Cu2O thin films2016

    • 著者名/発表者名
      M. Takahata, N. Naka, and K. Tanaka
    • 学会等名
      13th International Workshop on Nonlinear Optics and Excitation Kinetics in Semiconductors
    • 発表場所
      Dortmund, Germany
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 結晶成長法の異なる高純度シリコンにおける光キャリアサイクロトロン共鳴2016

    • 著者名/発表者名
      秋元 郁子、高山 敏暢、大畠 慶三、中 暢子
    • 学会等名
      日本物理学会2016年秋季大会
    • 発表場所
      金沢大学(角間キャンパス)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Cu2O励起子の非局所応答による輻射緩和増強の温度依存性2016

    • 著者名/発表者名
      高畑光善、中暢子、田中耕一郎
    • 学会等名
      日本物理学会2016年秋季大会
    • 発表場所
      金沢大学(角間キャンパス)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 電子スピン共鳴法を用いた高純度ダイヤモンドにおける窒素不純物の定量2016

    • 著者名/発表者名
      下村尊明、中暢子、徳田規夫、秋元郁子
    • 学会等名
      第55回電子スピンサイエンス学会
    • 発表場所
      大阪市立大学(杉本キャンパス)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 高純度ダイヤモンドにおける不純物の定量評価と不純物散乱レートの考察2016

    • 著者名/発表者名
      下村尊明、中暢子、徳田規夫、秋元郁子
    • 学会等名
      第27回光物性研究会
    • 発表場所
      神戸大学百年記念館
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 高純度ダイヤモンド単結晶における励起子拡散のメカニズム2015

    • 著者名/発表者名
      森本光、挾間優治、田中耕一郎、中暢子
    • 学会等名
      第26回光物性研究会
    • 発表場所
      神戸大学百年記念館
    • 年月日
      2015-12-12
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 高抵抗シリコンにおける定常・パルス光生成キャリアによるサイクロトロン共鳴の比較2015

    • 著者名/発表者名
      大畠慶三、合羽一貴、半田裕之、秋元郁子、中暢子
    • 学会等名
      日本物理学会2015年秋季大会
    • 発表場所
      関西大学千里山キャンパス
    • 年月日
      2015-09-18
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 高純度ダイヤモンドにおける励起子拡散の起源2015

    • 著者名/発表者名
      森本光、挾間優治、中暢子、田中耕一郎
    • 学会等名
      日本物理学会2015年秋季大会
    • 発表場所
      関西大学千里山キャンパス
    • 年月日
      2015-09-17
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 高抵抗シリコンにおける光キャリア生成過程の励起波長依存性2015

    • 著者名/発表者名
      秋元郁子、大畠慶三、半田裕之、中暢子
    • 学会等名
      日本物理学会2015年秋季大会
    • 発表場所
      関西大学千里山キャンパス
    • 年月日
      2015-09-17
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Mid-infrared response of Fermi-degenerate electron-hole droplets in diamond2015

    • 著者名/発表者名
      Junko Omachi, Nobuko Naka, Kosuke Yoshioka, and Makoto Kuwata-Gonokami
    • 学会等名
      Fundamental optical processes in semiconductors (FOPS) 2015
    • 発表場所
      Breckenridge, CO, USA
    • 年月日
      2015-08-02
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Exciton diffusion coefficient measured by photoluminescence imaging in ultrapure diamond2015

    • 著者名/発表者名
      H. Morimoto, Y. Hazama, K. Tanaka, and N. Naka
    • 学会等名
      The 9th international conference on new diamond and nano carbons 2015
    • 発表場所
      Shizuoka, Japan
    • 年月日
      2015-05-27
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Time-resolved cyclotron resonance on dislocation-free HPHT diamond2015

    • 著者名/発表者名
      I. Akimoto, N. Naka, and N. Tokuda
    • 学会等名
      The 9th international conference on new diamond and nano carbons 2015
    • 発表場所
      Shizuoka, Japan
    • 年月日
      2015-05-26
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ダイヤモンド-究極の半導体光学材料2015

    • 著者名/発表者名
      中暢子
    • 学会等名
      日本学術会議主催公開シンポジウム
    • 発表場所
      東京大学本郷キャンパス
    • 年月日
      2015-04-21
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 時間分解サイクロトロン共鳴による励起子と正孔緩和の観測2015

    • 著者名/発表者名
      秋元郁子,中暢子
    • 学会等名
      日本物理学会第70回年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学早稲田キャンパス
    • 年月日
      2015-03-23
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 時間分解サイクロトロン共鳴による励起子二体衝突レートの測定2015

    • 著者名/発表者名
      中暢子,秋元郁子
    • 学会等名
      日本物理学会第70回年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学早稲田キャンパス
    • 年月日
      2015-03-21
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Diamond-an extreme material for semiconductor optics2015

    • 著者名/発表者名
      中暢子
    • 学会等名
      9th Japanese-French Frontiers of Science Symposium
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      2015-01-23
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Momentum and spin relaxation times for optically excited delocalized carriers in group-IV semiconductors2014

    • 著者名/発表者名
      N. Naka and I. Akimoto
    • 学会等名
      12th International Conference on Nonlinear Optics and Excitation Kinetics in Semiconductors
    • 発表場所
      Bremen, Germany
    • 年月日
      2014-09-23
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Observation of nonequilibrium gas-liquid phase transition of the electron-hole system in diamond2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Hazama, N. Naka, M. Kuwata-Gonokami, and K. Tanaka
    • 学会等名
      12th International Conference on Nonlinear Optics and Excitation Kinetics in Semiconductors
    • 発表場所
      Bremen, Germany
    • 年月日
      2014-09-23
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Excitons and carrier effective masses in intrinsic diamond2014

    • 著者名/発表者名
      Nobuko Naka, Yuji Hazama, and Ikuko Akimoto
    • 学会等名
      International Conference on Diamond and Carbon Materials
    • 発表場所
      Madrid, Spain
    • 年月日
      2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高純度ダイヤモンド単結晶における励起子移動度の測定2014

    • 著者名/発表者名
      森本光,挾間優治,中暢子,田中耕一郎
    • 学会等名
      日本物理学会2014年秋季大会
    • 発表場所
      中部大学春日井キャンパス
    • 年月日
      2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 高純度シリコン結晶における光キャリアの時間分解サイクロトロン共鳴2014

    • 著者名/発表者名
      秋元郁子,深井克行,中暢子
    • 学会等名
      日本物理学会2014年秋季大会
    • 発表場所
      中部大学春日井キャンパス
    • 年月日
      2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] ダイヤモンドの励起子における異方的交換相互作用2014

    • 著者名/発表者名
      挾間優治,S. A. McGill,J. G. Cherian,J. S. Brooks,中暢子
    • 学会等名
      日本物理学会2014年秋季大会
    • 発表場所
      中部大学春日井キャンパス
    • 年月日
      2014-09-08
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] High carrier mobility of diamond measured by cyclotron resonance2014

    • 著者名/発表者名
      I. Akimoto, Y. Handa, K. Fukai, and N. Naka
    • 学会等名
      The 15th IUMRS-International Conference in Asia (IUMRS-ICA 2014)
    • 発表場所
      Fukuoka, Japan
    • 年月日
      2014-08-26
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] High-efficiency detection of free carriers via Auger ionization in wide-gap semiconductors2014

    • 著者名/発表者名
      Nobuko Naka and Ikuko Akimoto
    • 学会等名
      32nd international conference on the physics of semiconductors
    • 発表場所
      Austin, Texas, USA
    • 年月日
      2014-08-14
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Momentum relaxation times for optically excited delocalized electrons and holes in pristine diamond2014

    • 著者名/発表者名
      I. Akimoto and N. Naka
    • 学会等名
      Awaji International Workshop on “Electron Spin Science & Technology: Biological and Materials Science Oriented Application
    • 発表場所
      Awaji, Japan
    • 年月日
      2014-06-17
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Polyexcitons and electron-hole droplet condensation in diamond2014

    • 著者名/発表者名
      Nobuko Naka
    • 学会等名
      The 7th international conference on spontaneous coherence in excitonic systems
    • 発表場所
      Hakone, Japan
    • 年月日
      2014-04-22
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Free-carrier generation by excitonic two-body collisions in semiconductors2014

    • 著者名/発表者名
      I. Akimoto and N. Naka
    • 学会等名
      The 7th international conference on spontaneous coherence in excitonic systems
    • 発表場所
      Hakone, Japan
    • 年月日
      2014-04-22
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Polyexcitons in the phase diagram of the electron-hole system in diamond2014

    • 著者名/発表者名
      Yuji Hazama, Nobuko Naka, Makoto Kuwata-Gonokami, and Koichiro Tanaka
    • 学会等名
      The 7th international conference on spontaneous coherence in excitonic systems
    • 発表場所
      Hakone, Japan
    • 年月日
      2014-04-22
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Trapping mechanism and energy relaxation of paraexcitons localized at oxygen vacancies in cuprous oxide2014

    • 著者名/発表者名
      Sandhaya Koirala, Mitsuyoshi Takahata, Yuji Hazama, Nobuko Naka, and Koichiro Tanaka
    • 学会等名
      The 7th international conference on spontaneous coherence in excitonic systems
    • 発表場所
      Hakone, Japan
    • 年月日
      2014-04-22
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [備考] Nobuko Naka

    • URL

      http://www.hikari.scphys.kyoto-u.ac.jp/jp/index.php?Nobuko%20Naka

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実施状況報告書 2014 実施状況報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2020-05-15  

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