2002 年度実績報告書

スピントロニクス量子操作研究調整班

研究課題

研究課題/領域番号	14076106
研究機関	慶應義塾大学
研究代表者	伊藤公平慶應義塾大学, 理工学部, 助教授 (30276414)
研究分担者	武藤俊一北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00114900) 石橋幸治理化学研究所, 半導体工学研究室, 先任研究員 (30211048) 大野裕三東北大学, 電気通信研究所, 助教授 (00282012)
キーワード	スピン / 半導体 / 量子操作 / 同位体 / スピントロニクス
研究概要	量子操作という共通のキーワードのもと、研究分担者がお互いの専門性を生かしながらも協調して、総合的な観点からスピンの操作に関する研究を進めた。量子操作を実現する舞台である核スピン量子構造・結合型縦型量子ドット・カーボンナノチューブのデバイス作製技術の確立を目指した研究を展開した。さまざまなSi半導体超構造を分子線エピタキシー(MBE)装置を用いて作製し、同位体操作に基づく核スピン濃度、スペーサー層の厚みの位置と濃度などを系統的に変化させた一連の試料を作製する技術を確立した。結合型量子ドットでは印加磁場中の電子トンネリングに基づくレベルクロッシング・アンチクロッシングの詳細な解析を行い、縦型結合ドットを横に並べることから量子操作につながる可能性を模索した。カーボンナノチューブを用いた量子ドットでは、再現性よく量子ドットを形成できる技術の確立を目指して、電子ビーム照射や酸化膜を通したトンネル障壁の形成法など試みた。量子操作技術としては、フェムト秒レーザーシステムと光学顕微鏡用クライオスタットを利用し、赤外域での全光核磁気共鳴を高い空間分解能(<10μm)で達成するためのシステムを構築し、半導体量子ナノ構造での局所核磁気共鳴を全光核磁気共鳴法によって実現した。個々の量子ドットのスピン状態を検出する手法として顕微分光および近接場分光の開発も進めた。以上の成果に基づき、来年度以降も量子操作を実現するための材料と評価技術の融合を目指す。

研究成果
(9件)

すべてその他

すべて文献書誌 (9件)

[文献書誌] A.V.Kolobov, K.Morita, K.M.Itoh, E.E.Haller: "A Raman Scattering Study of Self-Assembled Pure Isotope Ge/Si(100) Quantum Dots"Appl. Phys. Lett.. 81・20. 3855-3857 (2002)
[文献書誌] K.M.Itoh, M.Watanabe, Y.Ootuka, E.E.Haller: "Comparison of the Effects of the Doping-Compensation and Magnetic-Field on the Metal-Insulator Transition of Ge : Ga"J. Phys. Soc. Jpn. Suppl.. (印刷中).
[文献書誌] J.Kato, K.M.Itoh: "Far-Infrared Spectroscopy of Coulomb Gap in Compensated Semiconductors"J. Phys. Soc. Jpn. Suppl.. (印刷中).
[文献書誌] 伊藤公平, 渡部道生, 大塚洋一: "半導体中の電子はどのように遍歴化するか?:モット・アンダーソン転移の臨界指数"日本物理学会誌. 57・11. 813-821 (2002)
[文献書誌] T.D.Ladd, J.R.Goldman, F.Yamaguchi, Y.Yamamoto, E.Abe, K.M.Itho: "An All Silicon Quantum Computer"Phys. Rev. Lett.. 89. 017901-1 (2002)
[文献書誌] S.Muto, H.Sasakura, S.Adachi, Y.Kajiwara, K.Shiramine: "Quantum gates using tunneling electron spin of a quantum-dot chain"Physica E. 13・2-4. 616-619 (2002)
[文献書誌] N.Matsumura, T.Haga, S.Muto, Y.Nakata, N.Yokoyama, K.Numata, K.Yabuta: "Two modes of Ga diffusion into InAs self-assembled quantum dots suggested by ion channeling"Physica E. 13. 1168-1171 (2002)
[文献書誌] K.Hazu, A.Shikanai, T.Sota, K.Suzuki, S.Adachi, S.F.Chichibu, T.Mukai: "Optical nonlinearities and phase relaxation of excitions in GaN"Phys. Rev. B. 65. 195202-195208 (2002)
[文献書誌] M.Suzuki, K.Ishibashi, K.Toratani, D.Tsuya, Y.Aoyagi: "Tunnel Barrier formation using argon-ion irradiation and single quantum dots in carbon nanotubes"Appl. Phys. Lett.. 81. 2273 (2002)

2002 年度 実績報告書

スピントロニクス量子操作研究調整班

研究代表者

伊藤 公平 慶應義塾大学, 理工学部, 助教授 (30276414)

研究成果

[文献書誌] A.V.Kolobov, K.Morita, K.M.Itoh, E.E.Haller: "A Raman Scattering Study of Self-Assembled Pure Isotope Ge/Si(100) Quantum Dots"Appl. Phys. Lett.. 81・20. 3855-3857 (2002)

[文献書誌] K.M.Itoh, M.Watanabe, Y.Ootuka, E.E.Haller: "Comparison of the Effects of the Doping-Compensation and Magnetic-Field on the Metal-Insulator Transition of Ge : Ga"J. Phys. Soc. Jpn. Suppl.. (印刷中).

[文献書誌] J.Kato, K.M.Itoh: "Far-Infrared Spectroscopy of Coulomb Gap in Compensated Semiconductors"J. Phys. Soc. Jpn. Suppl.. (印刷中).

[文献書誌] 伊藤公平, 渡部道生, 大塚洋一: "半導体中の電子はどのように遍歴化するか?:モット・アンダーソン転移の臨界指数"日本物理学会誌. 57・11. 813-821 (2002)

[文献書誌] T.D.Ladd, J.R.Goldman, F.Yamaguchi, Y.Yamamoto, E.Abe, K.M.Itho: "An All Silicon Quantum Computer"Phys. Rev. Lett.. 89. 017901-1 (2002)

[文献書誌] S.Muto, H.Sasakura, S.Adachi, Y.Kajiwara, K.Shiramine: "Quantum gates using tunneling electron spin of a quantum-dot chain"Physica E. 13・2-4. 616-619 (2002)

[文献書誌] N.Matsumura, T.Haga, S.Muto, Y.Nakata, N.Yokoyama, K.Numata, K.Yabuta: "Two modes of Ga diffusion into InAs self-assembled quantum dots suggested by ion channeling"Physica E. 13. 1168-1171 (2002)

[文献書誌] K.Hazu, A.Shikanai, T.Sota, K.Suzuki, S.Adachi, S.F.Chichibu, T.Mukai: "Optical nonlinearities and phase relaxation of excitions in GaN"Phys. Rev. B. 65. 195202-195208 (2002)

[文献書誌] M.Suzuki, K.Ishibashi, K.Toratani, D.Tsuya, Y.Aoyagi: "Tunnel Barrier formation using argon-ion irradiation and single quantum dots in carbon nanotubes"Appl. Phys. Lett.. 81. 2273 (2002)

2002 年度実績報告書

伊藤公平慶應義塾大学, 理工学部, 助教授 (30276414)