• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2009 年度 実績報告書

単電子スピン制御

計画研究

研究領域スピン流の創出と制御
研究課題/領域番号 19048016
研究機関東京大学

研究代表者

勝本 信吾  東京大学, 物性研究所, 教授 (10185829)

キーワード単電子素子 / 磁性半導体 / スピン制御 / 量子情報 / 量子ドット
研究概要

本研究計画は,単電子デバイスとスピンデバイスを組み合わせることで,非磁性物質構造中でスピントロニクスを行うことを可能にすることを目標とする.これまで,単電子デバイス中でのスピン操作を行うことと平行して単電子素子を使ってスピン偏極を検出すること,またスピン軌道相互作用を利用して非磁性半導体中にスピン偏極を作り出すための理論的検討を行ってきた.
当該年度は,単電子素子による検出器を使用して量子ホールエッジ状態の性質を詳細に調べる実験を行った.また,理論検討を続けてきたスピン偏極生成実験に着手した.このためには,スピン軌道相互作用の強い系が必要である.本研究初期には正孔系の伝導を使用したが,バンド構造が複雑で解析に困難が大きく,単純なバンドを持つ電子系が望まれた.そこで,Inを含む薄膜を試みた.まず,GaAs基板上,およびInP基板上にInGaAs薄膜成長を行った.前者は格子不整合を含んだままの系で,超薄膜成長のため転位が入らず圧縮歪みが存在し,後者は格子整合系である.両者において低温でのラシュバ係数の測定を試みたが,小さすぎたり,移動度が十分でなかったりして測定不可能であった.
格子不整合系について,AFM陽極酸化およびスプリットゲート法により量子ポイントコンタクト(QPC)を作製し,低温電気伝導を測定した.その結果,通常の伝導プラトーの他に,特に最低プラトーの丁度半分の位置に明瞭なプラトーを再現性良く見出した.これは,スピン軌道相互作用と圧縮歪みのためにスピン偏極が生じたことを示しており,理論的にも一部予言されていた.現在この「0.5プラトー」の伝導について,スピン偏極が生じていることを量子ドットで検出することを試みている.

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2010 2009

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (12件)

  • [雑誌論文] Detection of spin polarization in a quantum wire2010

    • 著者名/発表者名
      T.Otsuka, E.Abe, Y.Iye, S.Katsumoto
    • 雑誌名

      Physica E 42

      ページ: 809-812

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spin filtering due to quantum interference in periodic mesoscopic networks2010

    • 著者名/発表者名
      A.Aharony, O.Entin-Wohlman, Y.Tokura, S.Katsumoto
    • 雑誌名

      Physica E 42

      ページ: 629-633

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Strain-induced enhancement of electric quadrupole splitting in resistively detected nuclear magnetic resonance spectrum in quantum Hall systems2010

    • 著者名/発表者名
      M.Kawamura, T.Yamashita, H.Takahashi, S.Masubuchi, Y.Hashimoto, S.Katsumoto, T.Machida
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters 96

      ページ: 032102(1-3)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Detection of spin polarization with a side-coupled quantum dot2009

    • 著者名/発表者名
      T.Otsuka, E.Abe, Y.Iye, S.Katsumoto
    • 雑誌名

      Physical Review B 79

      ページ: 195313(1-5)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Temperature-Dependent Screening of the Edge State around Antidots in the Quantum Hall Regime2009

    • 著者名/発表者名
      M.Kato, A.Endo, S.Katsumoto, Y.Iye
    • 雑誌名

      Physical Review Letters 102

      ページ: 086802(1-4)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spin-Resolved Edge States around an Antidot in the Vicinity of the v=2 Quantum Hall State2009

    • 著者名/発表者名
      M.Kato, A.Endo, S.Katsumoto, Y.Iye
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan 78

      ページ: 124704(1-7)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamic nuclear polarization induced by breakdown of fractional quantum Hall effect2009

    • 著者名/発表者名
      M.Kawamura, M.Ono, Y.Hashimoto, S.Katsumoto, K.Hamaya, T.Machida
    • 雑誌名

      Physical Review B 79

      ページ: 193304(1-3)

    • 査読あり
  • [学会発表] 1次元周期変調下の2次元電子系における高周波伝導率の測定2010

    • 著者名/発表者名
      梶岡利之, 遠藤彰, 勝本信吾, 家泰弘
    • 学会等名
      日本物理学会 2010年年次大会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      2010-03-21
  • [学会発表] 量子ホール系の熱電効果におけるモットの関係式の実験的検証2010

    • 著者名/発表者名
      藤田和宏, 遠藤彰, 家泰弘, 勝本信吾
    • 学会等名
      日本物理学会 2010年年次大会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      2010-03-21
  • [学会発表] 量子ホール効果ブレークダウンにおける核スピン偏極極性の検出2010

    • 著者名/発表者名
      山下達也, 川村稔, 橋本義昭, 勝本信吾, 町田友樹
    • 学会等名
      日本物理学会 2010年年次大会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      2010-03-20
  • [学会発表] 量子ホール効果ブレークダウンによる動的核スピン偏極の電流方向依存性2010

    • 著者名/発表者名
      川村稔, 河野公俊, 橋本義昭, 勝本信吾, 町田友樹
    • 学会等名
      日本物理学会 2010年年次大会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      2010-03-20
  • [学会発表] Probing local electronic states in the quantum Hall regime with a side coupled quantum dot2010

    • 著者名/発表者名
      T.Otsuka, E.Abe, Y.Iye, S.Katsumoto
    • 学会等名
      International Symposium on Quantum Nanostructures and Spin-related Phenomena
    • 発表場所
      東京大学(駒場)
    • 年月日
      2010-03-16
  • [学会発表] 横結合型量子ドットを用いた量子ホール状態の観測2009

    • 著者名/発表者名
      大塚朋廣, 阿部英介, 家泰弘, 勝本信吾
    • 学会等名
      日本物理学会 2009年秋季大会
    • 発表場所
      熊本大学
    • 年月日
      2009-09-26
  • [学会発表] 量子ホール領域における拡散熱電能の充填率依存性2009

    • 著者名/発表者名
      藤田和博, 遠藤彰, 家泰弘, 勝本信吾
    • 学会等名
      日本物理学会 2009年秋季大会
    • 発表場所
      熊本大学
    • 年月日
      2009-09-25
  • [学会発表] Probing edge states in the quantum Hall regime with a side coupled quantum dot2009

    • 著者名/発表者名
      T. Otsuka, E. Abe, Y. Iye, S. Katsumoto
    • 学会等名
      The 36th International Symposium on Compound Semiconductors
    • 発表場所
      Santa-Barbara, USA
    • 年月日
      2009-09-02
  • [学会発表] Measurement of diffusion thermopower in the quantum Hall systems2009

    • 著者名/発表者名
      K.Fujita, A.Endo, S.Katsumoto, Y.Iye
    • 学会等名
      18th International Conference on Electronic Properties of Two-Dimensional Systems
    • 発表場所
      神戸国際会議場
    • 年月日
      2009-07-23
  • [学会発表] Nuclear spin polarization in the breakdown regimes of integer and fractional quantum Hall states2009

    • 著者名/発表者名
      M.Kawamura, M.Ono, Y.Hashimoto, S.Katsumoto, T.Machida
    • 学会等名
      18th International Conference on Electronic Properties of Two-Dimensional Systems
    • 発表場所
      神戸国際会議場
    • 年月日
      2009-07-23
  • [学会発表] Strain-induced enhamcement of electric quadrupole splitting in resistively detected NMR spectrum in quantum Hall systems2009

    • 著者名/発表者名
      M.Kawamura, T.Yamashita, H.Takahashi1, S.Masubuchi, Y.Hashimoto, S.Katsumoto, T.Machida
    • 学会等名
      18th International Conference on Electronic Properties of Two-Dimensional Systems
    • 発表場所
      神戸国際会議場
    • 年月日
      2009-07-23
  • [学会発表] Detection of spin polarization in a quantum wire2009

    • 著者名/発表者名
      T.Otsuka, E.Abe, Y.Iye, S.Katsumoto
    • 学会等名
      18th International Conference on Electronic Properties of Two-Dimensional Systems
    • 発表場所
      神戸国際会議場
    • 年月日
      2009-07-21

URL: 

公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi