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半導体ドット中の単一スピンの制御とメモリーへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 26600008
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 ナノ構造物理
研究機関筑波大学

研究代表者

黒田 眞司  筑波大学, 数理物質系, 教授 (40221949)

連携研究者 三留 正則  物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, 研究員 (50354410)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
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: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード量子ドット / 磁性スピン / スピントロニクス / 顕微分光 / 単一スピン / 格子歪 / メモリ
研究成果の概要

CdTe自己形成ドット中にCr原子1個を添加した系を作製し、Cr 3d電子による単一磁性スピンのドット中での振舞いを調べた。顕微分光測定の結果、ドット1個からの発光はドット中のCr 3d電子スピンのz方向成分の0, ±1に応じた3本の発光線への分裂が観測され、面内の格子歪に起因する大きな磁気異方性の影響下にあることが明らかとなった。また試料面に垂直方向に磁場下での発光測定では、励起子のゼーマンシフトと異なる量子準位の発光線との間の反交差現象による複雑な振舞いが観測された。

報告書

(3件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (34件)

すべて 2016 2015 2014 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 1件、 査読あり 8件、 謝辞記載あり 8件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (25件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] Institut Neel, CNRS(France)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Individual Cr atom in a semiconductor quantum dot: Optical addressability and spin-strain coupling2016

    • 著者名/発表者名
      A. Lafuente-Sampietro, H. Utsumi, H. Boukari, S. Kuroda, L. Besombes
    • 雑誌名

      Physical Review B (Rapid Communications)

      巻: 93 号: 16

    • DOI

      10.1103/physrevb.93.161301

    • NAID

      120007135516

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Depositon and characterization of amorphous alminum nitride thin films for a gate insulator2015

    • 著者名/発表者名
      H. Oikawa, R. Akiyama, K. Kanazawa, S. Kuroda, I. Harayama, K. Nagashima, D. Sekiba, Y. Ashizawa, A. Tsukamoto, K. Nakagawa, N. Ota
    • 雑誌名

      Thin Solid Films

      巻: 574 ページ: 110-114

    • DOI

      10.1016/j.tsf.2014.11.081

    • 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] Structural and magnetic properties of hexagonal Cr1-dTe films grown on CdTe(001) by molecular beam epitaxy2015

    • 著者名/発表者名
      K. Kanazawa, K. Yamawaki, N. Sekita, Y. Nishio, S. Kuroda, M. Mitome, Y. Bando
    • 雑誌名

      Journal of Crystal Growth

      巻: 415 ページ: 31-35

    • DOI

      10.1016/j.jcrysgro.2014.12.032

    • 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] Structural and magnetic characterization of (Zn,Fe)Te thin films grown by MBE2014

    • 著者名/発表者名
      S. Ishitsuka, T. Domon, R. Akiyama, K. Kanazawa, S. Kuroda
    • 雑誌名

      Physica Status Solidi (c)

      巻: 11 号: 7-8 ページ: 1312-1315

    • DOI

      10.1002/pssc.201300649

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Electric-field modulation of ferromagnetism in hexagonal chromium telluride thin film2014

    • 著者名/発表者名
      R. Akiyama, H. Oikawa, K. Yamawaki, S. Kuroda
    • 雑誌名

      Physica Status Solidi (c)

      巻: 11 号: 7-8 ページ: 1320-1323

    • DOI

      10.1002/pssc.201300751

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Effect of acceptor co-doping on magnetism and electronic states in ferromagnetic semiconductor (Zn,Cr)Te2014

    • 著者名/発表者名
      K. Zhang, R. Akiyama, K. Kanazawa, S. Kuroda, H. Ofuchi
    • 雑誌名

      Physica Status Solidi (c)

      巻: 11 号: 7-8 ページ: 1324-1327

    • DOI

      10.1002/pssc.201300755

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Weak antilocalization in (111) thin films of a topological crystalline insulator SnTe2014

    • 著者名/発表者名
      R. Akiyama, K. Fujisawa, R. Sakurai, S. Kuroda
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 568 号: 5 ページ: 052001-052001

    • DOI

      10.1088/1742-6596/568/5/052001

    • 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] Real space probe of short-range interaction between Cr in a ferromagnetic semiconductor ZnCrTe2014

    • 著者名/発表者名
      Ken Kanazawa, Taku Nishimura, Shoji Yoshida, Hidemi Shigekawa and Shinji Kuroda
    • 雑誌名

      Nanoscale

      巻: 2014, 6 号: 24 ページ: 14667-14673

    • DOI

      10.1039/c4nr04826a

    • NAID

      120007136511

    • 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
  • [学会発表] Optical probing and dynamics of a Cr spin in a semiconductor quantum dot2016

    • 著者名/発表者名
      A. Lafuente-Sampietro, H. Utsumi, H. Boukari, S. Kuroda, L. Besombes
    • 学会等名
      9th International Conference on Physics and Applications of Spin-Related Phenomena in Solids (PASPS-9)
    • 発表場所
      神戸国際会議場(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2016-08-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fabrication of CdTe dots containing a single Cr with and without strain2016

    • 著者名/発表者名
      H. Utsumi, K. Sakamoto, S. Kuroda, A. Lafuente-Sampietro, H. Boukari, L. Besombes
    • 学会等名
      9th International Conference on Physics and Applications of Spin-Related Phenomena in Solids (PASPS-9)
    • 発表場所
      神戸国際会議場(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2016-08-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Magnetic properties of an individual Cr atom in a semiconductor quantum dot2016

    • 著者名/発表者名
      A. Lafuente-Sampietro, H. Boukari, L. Besombes, H. Utsumi, S. Kuroda
    • 学会等名
      9th International Conference on Quantum Dots (QD2016)
    • 発表場所
      Jeju, Korea
    • 年月日
      2016-05-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 量子井戸幅の揺らぎによるCdTe無歪ドットの作製およびPLスペクトル2016

    • 著者名/発表者名
      内海 駿人、坂本 圭祐、金澤 研、黒田 眞司、Lafuente-Sampietro Alban、Besombes Lucien、Boukari Herve
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京工業大学大岡山キャンパス(東京都目黒区)
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 単一のCr原子を含むCdTe自己形成ドットの作製および単一ドット分光2015

    • 著者名/発表者名
      内海 駿人、中澤 文生、金澤 研、黒田 眞司、Lafuente-Sampietro Alban、Besombes Lucien、Boukari Herve
    • 学会等名
      第20回半導体におけるスピン工学の基礎と応用 (PASPS-20)
    • 発表場所
      東北大学電気通信研究所(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2015-12-03
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 単一のCr 原子を含むCdTe 自己形成ドットの作製および発光スペクトル2015

    • 著者名/発表者名
      内海 駿人、中澤 文生、金澤 研、黒田 眞司、Lafuente-Sampietro Alban、Besombes Lucien、Boukari Herve
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Optical probing of the spin state of a single Cr2+ ion in a quantum dot2015

    • 著者名/発表者名
      A. Lafuente-Sampietro, H. Boukari, L. Besombes, F. Nakazawa, H. Utsumi, S. Kuroda
    • 学会等名
      The 17th International Conference on II-VI Compounds and Related Materials (II-VI 2015)
    • 発表場所
      Paris, France
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] トポロジカル結晶絶縁体SnTe薄膜におけるドナードーピングによるキャリア密度制御2015

    • 著者名/発表者名
      藤澤和輝,山口智也,秋山了太,黒田眞司
    • 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 – 2015-03-24
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] トポロジカル結晶絶縁体SnTe薄膜における2次元表面電気伝導測定2015

    • 著者名/発表者名
      秋山了太,藤澤和輝,山口智也,黒田眞司
    • 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 – 2015-03-24
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] ZnTe(100)面上への(Cd,Cr)Te自己形成ドットの作製と磁気光学特性2015

    • 著者名/発表者名
      中澤文生、内海駿人、金澤研、黒田眞司
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] The effect of F-doping on magnetism in diluted magnetic semiconductor (Zn,Co)O thin films2015

    • 著者名/発表者名
      R. Ishikawa, S. Kuroda, H. Ofuchi
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] トポロジカル結晶絶縁体SnTe 薄膜におけるヨウ素ドーピングによるキャリア密度制御2014

    • 著者名/発表者名
      藤澤和輝,山口智也,秋山了太,黒田眞司
    • 学会等名
      第19回 半導体スピン工学の基礎と応用(PASPS-19)
    • 発表場所
      東京大学弥生キャンパス
    • 年月日
      2014-12-15 – 2014-12-16
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 希薄磁性半導体(Zn,Co)O におけるF ドーピングによる磁性への効果2014

    • 著者名/発表者名
      石川諒、秋山了太、金澤研、 黒田眞司、 大渕博宣
    • 学会等名
      第19回 半導体スピン工学の基礎と応用(PASPS-19)
    • 発表場所
      東京大学弥生キャンパス
    • 年月日
      2014-12-15 – 2014-12-16
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] ZnTe(100)面上への(Cd,Cr)Te 自己形成ドットの作製と磁気光学特性2014

    • 著者名/発表者名
      中澤文生、内海駿人、金澤研、黒田眞司
    • 学会等名
      第19回 半導体スピン工学の基礎と応用(PASPS-19)
    • 発表場所
      東京大学弥生キャンパス
    • 年月日
      2014-12-15 – 2014-12-16
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] MBE により成長した三元化合物(Mn,Cr)Te薄膜の結晶構造と磁気特性2014

    • 著者名/発表者名
      伊藤晃, 金澤研, 黒田眞司
    • 学会等名
      第19回 半導体スピン工学の基礎と応用(PASPS-19)
    • 発表場所
      東京大学弥生キャンパス
    • 年月日
      2014-12-15 – 2014-12-16
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] STM を用いたZnTe(110)表面のCr不純物状態の研究2014

    • 著者名/発表者名
      西村拓、金澤研、吉田昭二、重川秀実、黒田眞司
    • 学会等名
      第19回 半導体スピン工学の基礎と応用(PASPS-19)
    • 発表場所
      東京大学弥生キャンパス
    • 年月日
      2014-12-15 – 2014-12-16
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] The effect of F-doping on magnetism in diluted magnetic semiconductor (Zn,Co)O thin films2014

    • 著者名/発表者名
      石川諒,秋山了太,黒田眞司
    • 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
      2014-09-17 – 2014-09-20
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] MBE成長した三元化合物(Mn,Cr)Te薄膜の結晶構造と磁性2014

    • 著者名/発表者名
      伊藤晃,金澤研,黒田眞司
    • 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
      2014-09-17 – 2014-09-20
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Study of Cr impurity states in diluted magnetic semiconductor (Zn,Cr)Te by STM/STS2014

    • 著者名/発表者名
      西村拓,金澤研,吉田昭二,重川秀実,黒田眞司
    • 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
      2014-09-17 – 2014-09-20
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Interaction between different kinds of transition metal elements incorporated in semiconductors2014

    • 著者名/発表者名
      T. Domon, K. Kanazawa, R. Akiyama, S. Kuroda
    • 学会等名
      European Materials Research Society (E-MRS) 2014 Fall Meeting
    • 発表場所
      Warsaw University of Technology, Poland
    • 年月日
      2014-09-15 – 2014-09-18
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] トポロジカル結晶絶縁体SnTe薄膜の作製とその各種物性測定2014

    • 著者名/発表者名
      秋山了太,藤澤和輝,黒田眞司
    • 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
      2014-09-07 – 2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Interaction Between Impurity States of Cr Atoms in Diluted Magnetic Semiconductor (Zn,Cr)Te Studied by STM & STS2014

    • 著者名/発表者名
      K. Kanazawa, T. Nishimura, S. Yoshida, H. Shigekawa, S. Kuroda
    • 学会等名
      32nd International Conference on the Physics of Semiconductors (ICPS2014)
    • 発表場所
      Austin, USA
    • 年月日
      2014-08-10 – 2014-08-15
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Electrical Transport Measurements in Topological Crystalline Insulator SnTe Thin Films2014

    • 著者名/発表者名
      R. Akiyama, K. Fujisawa, S. Kuroda
    • 学会等名
      32nd International Conference on the Physics of Semiconductors (ICPS2014)
    • 発表場所
      Austin, USA
    • 年月日
      2014-08-10 – 2014-08-15
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Electrical Transport Measurements in Topological Crystalline Insulator SnTe Thin Films2014

    • 著者名/発表者名
      R. Akiyama, K. Fujisawa, R. Sakurai, S. Kuroda
    • 学会等名
      27th International Conference on Low Temperature Physics (LT-27)
    • 発表場所
      Buenos Aires, Argentina
    • 年月日
      2014-08-06 – 2014-08-13
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Quaternary magnetic semiconductors containing two kinds of transition metal elements2014

    • 著者名/発表者名
      S. Kuroda
    • 学会等名
      Computational Nano-Materials Design on Green Energy
    • 発表場所
      Osaka Univ., Toyonaka, Japan
    • 年月日
      2014-06-01 – 2014-06-03
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2017-05-10  

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