• 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

2012 年度 実績報告書

半導体ナノ構造におけるスピンホール効果の理論研究

研究課題

研究課題/領域番号 10J04841
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

横山 知大  慶應義塾大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC1)

キーワードスピン軌道相互作用 / スピントロニクス / 量子ドット / スピンホール効果 / 半導体ナノワイヤ / ジョセフソン接合
研究概要

昨年度に引き続き、強いスピン軌道相互作用のはたらく量子ドットに関する研究を行いった。量子ドット中の離散準位を介した共鳴トンネルによるスピン偏極電流の生成を「外因性スピンホール効果」として議論できることを明らかにした。本研究により、半導体ナノ構造での「共鳴現象によるスピンホール効果の増大」を共通の物理として理解できることを示した。また、半導体ナノ構造でのスピン偏極電流の生成は新奇のスピントロニクスデバイスへの応用が期待される。本研究は学術論文として発表した。
本年度では、スピン軌道相互作用の知見を活かし、ジョセフソン接合の研究を行った。擬1次元的な半導体ナノワイヤを用いたジョセフソン接合を考え、スピン軌道相互作用による特異な超伝導電流を調べた。この系では、常伝導領域に電子とホールがコヒーレントに結合したアンドレーエフ束縛状態が形成される。超伝導体間に位相差があるとき、この束縛状態を介して超伝導電流が流れる。ナノワイヤが短く、伝導チャンネルが少数の場合に、アンドレーエフ束縛状態と超伝導電流におけるスピン軌道相互作用の効果を明らかにした。ナノワイヤに平行な磁場を考える。磁場によって時間反転対称性が破れている場合、スピン軌道相互作とゼーマン効果によって、超伝導体間に位相差がないときでも超伝導電流が流れる異常ジョセフソン効果が誘起されることを示した。また、超伝導電流の最大値である臨界電流が電流方向依存性を示すことを明らかにした。これはデルフト工科大学の実験グループによるInSbナノワイヤを用いた最近の実験結果を定性的に説明する。本研究は学術論文として発表した。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2012 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Generation of spin-polarized current using multiterminal quantum dot with spin-orbit interaction2012

    • 著者名/発表者名
      T. Yokoyama and M. Eto
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 86 ページ: p.205305

    • DOI

      DOI:10.1103/PhysRevB.86.205305

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Two-Terminal Spin Filter Using quantum Dot with Spin-Orbit Interaction in Magnetic Field2012

    • 著者名/発表者名
      T. Yokoyama and M. Eto
    • 雑誌名

      Journal of Physics : Conference Series

      巻: 400 ページ: p.042075

    • DOI

      DOI:10.1088/1742-6596/400/4/042075

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Asymmetric current-phase relation due to spin-orbit interaction in semiconductor nanowire Josephson junction

    • 著者名/発表者名
      T. Yokoyama, M. Eto, and Yu. V. Nazarov
    • 雑誌名

      Proceedings of the 31st International Conference on the Physics of Semiconductors

      巻: (掲載決定)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Josephson Current through Semiconductor Nanowire with Spin-Orbit Interaction in Magnetic Field

    • 著者名/発表者名
      T. Yokoyama, M. Eto, and Yu. V. Nazarov
    • 雑誌名

      Journal of Physical Society of Japan

      巻: (掲載決定)

    • 査読あり
  • [学会発表] Asymmetric current-phase relation due to spin-orbit interaction in semiconductor nanowire Josephson junction2012

    • 著者名/発表者名
      T. Yokoyama, M. Eto, and Yu. V. Nazarov
    • 学会等名
      31th International Conference on the Physics of Semiconductors
    • 発表場所
      Zurich (Switzerland)
    • 年月日
      2012-08-02
  • [学会発表] Andreev levels in semiconductor nanowire Josephson junction with strong spin-orbit interaction2012

    • 著者名/発表者名
      T. Yokoyama, M. Eto, and Yu. V. Nazarov
    • 学会等名
      The 17th International Conference Superlattice, Nanostructures & Nano-devices
    • 発表場所
      Dresden (Germany)
    • 年月日
      2012-07-26
  • [学会発表] Spin-dependent transport in quantum dot with spin-orbit interaction and magnetic field2012

    • 著者名/発表者名
      T. Yokoyama
    • 学会等名
      Summer School Quantum Spintronics and related phenomena
    • 発表場所
      Varenna (Italy)
    • 年月日
      2012-06-21
  • [備考]

    • URL

      http://www.phys.keio.ac.jp/faculty/eto/eto.html

URL: 

公開日: 2014-07-16  

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