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2016 年度 実施状況報告書

電流ゆらぎ測定を用いたスピン流の緩和ダイナミクスの解明とその制御

研究課題

研究課題/領域番号 15K17680
研究機関大阪大学

研究代表者

荒川 智紀  大阪大学, 理学研究科, 助教 (00706757)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード物性実験 / メゾスコピック系 / スピントロニクス
研究実績の概要

近年、スピン流は応用・基礎双方の観点から世界的な注目を集め、盛んに研究がなされている。現在のスピン流研究の主流は、新たなスピン流生成手法の確立や生成効率の改善である。これに対し、本研究はスピン流自体の物理的性質に焦点を当て、スピン流の非平衡緩和現象の解明とその制御を行うものである。
当該年度では、近藤状態にある量子ドットに注目し非平衡スピンの振る舞いを電流ゆらぎ測定を用いて研究した。ここでは外部磁場によって近藤状態を精密に制御しながら電流ゆらぎ測定を行うことで、対称性の異なるスピン状態を高精度に比較実験した。さらに、共同研究者の理論と合わせることで、近藤状態におけるスピンの振る舞いについて新しい知見を得た。
また、典型的な量子伝導体である量子ポイントコンタクトにおける電流ゆらぎ測定を行った。ここでは世界最高水準の試料と、申請者が中心となって構築した高精度な電流ゆらぎ測定系を組み合わせることで、非平衡状態における電子の緩和現象を定量的に評価することに成功した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

これまでに構築した電流ゆらぎ測定系を用い、近藤状態にある量子ドット、量子ポイントコンタクトを対象として実験を行い、成果を上げることができた。このようにおおむね順調に研究を進展できている。

今後の研究の推進方策

これまでは主にスピンがかかわる非平衡緩和現象の微視的な理解をえるための研究を行ってきた。今後はこれまでの成果をフィードバックし、スピン流のエネルギー分布の制御を行う。

次年度使用額が生じた理由

研究代表者が不測の病のため、平成28年度は長期間の休職を余儀なくされた。そのため助成金の期間延長を申請し、平成28年度に使用予定の研究費をすべて次年度に持ち越した。

次年度使用額の使用計画

当初の研究計画にのっとり、平成28年度に使用予定のものに使用する。

  • 研究成果

    (42件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (37件) (うち国際学会 19件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] Regensburg大学(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      Regensburg大学
  • [国際共同研究] Laboratoire de Physique des Solides(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      Laboratoire de Physique des Solides
  • [国際共同研究] ETH Zurich(スイス)

    • 国名
      スイス
    • 外国機関名
      ETH Zurich
  • [雑誌論文] Finite Shot Noise and Electron Heating at Quantized Conductance in High-mobility Quantum Point Contacts2016

    • 著者名/発表者名
      T. Muro, Y. Nishihara, S. Norimoto, M. Ferrier, T. Arakawa, K. Kobayashi, T. Ihn, C. Rossler, K. Ensslin, C. Reichl, and W. Wegscheider
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 93 ページ: 195411/1-7

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.93.195411

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Field-enhanced Kondo correlations in a half-filling nanotube dot: evolution of an SU(N) Fermi-liquid fixed point2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Teratani, R. Sakano, R. Fujiwara, T. Hata, M. Ferrier, T. Arakawa, K. Kobayashi, and A. Oguri
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 85 ページ: 094718/1-18

    • DOI

      10.7566/JPSJ.85.094718

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 磁場によるSU(4)からSU(2)近藤状態へのクロスオーバー:NRGによる有限温度の解析2017

    • 著者名/発表者名
      寺谷義道、小栗章、阪野塁、 M. Ferrier、荒川智紀、 秦徳郎、 小林研介
    • 学会等名
      日本物理学会 第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学豊中キャンパス(大阪)
    • 年月日
      2017-03-17 – 2017-03-20
  • [学会発表] 三元合金スピングラスにおけるスピンホール効果の測定2017

    • 著者名/発表者名
      谷口祐紀、山岸航大、荒川智紀、谷口年史、新見康洋、小林研介
    • 学会等名
      日本物理学会 第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学豊中キャンパス(大阪)
    • 年月日
      2017-03-17 – 2017-03-20
  • [学会発表] 表面弾性波を用いた超伝導NbSe2薄膜の伝導特性の変調2017

    • 著者名/発表者名
      横井雅彦、河村智哉、荒川智紀、新見康洋、小林研介
    • 学会等名
      日本物理学会 第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学豊中キャンパス(大阪)
    • 年月日
      2017-03-17 – 2017-03-20
  • [学会発表] NbSe2薄膜へのスピン流注入2017

    • 著者名/発表者名
      河村智哉、河上司、P. Noel、日野航佑、竹下俊平、荒川智紀、新見康洋、小林研介
    • 学会等名
      日本物理学会 第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学豊中キャンパス(大阪)
    • 年月日
      2017-03-17 – 2017-03-20
  • [学会発表] 微小磁性体における高周波電流雑音測定系の開発2017

    • 著者名/発表者名
      岩切秀一、則元将太、荒川智紀、葛西伸哉、 M. Ferrier、 新見康洋、小林研介
    • 学会等名
      日本物理学会 第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学豊中キャンパス(大阪)
    • 年月日
      2017-03-17 – 2017-03-20
  • [学会発表] Bi/Ni薄膜におけるスピン輸送測定2017

    • 著者名/発表者名
      壁谷奈津紀、岩下孔明、谷口祐紀、河村智哉、荒川智紀、新見康洋、小林研介、Gong Xin-Xin、 Yue Di、 Jin Xiao-Feng
    • 学会等名
      日本物理学会 第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学豊中キャンパス(大阪)
    • 年月日
      2017-03-17 – 2017-03-20
  • [学会発表] NRG study of field induced crossover from SU(4) to SU(2) Kondo state in a carbon nanotube quantum dot2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Teratani, A. Oguri, R. Sakano, M. Ferrier, T. Hata, T. Arakawa, and K. Kobayashi
    • 学会等名
      APS March Meeting 2017
    • 発表場所
      New Orleans, Louisiana (USA)
    • 年月日
      2017-03-13 – 2017-03-17
    • 国際学会
  • [学会発表] Conduction properties of NbSe2 thin film exposed to microwave2016

    • 著者名/発表者名
      M. Yokoi, T. Kawamura, T. Arakawa, Y. Niimi, and K. Kobayashi
    • 学会等名
      International School on Spintronics and Spin-Orbitronics
    • 発表場所
      Fukuoka (Japan)
    • 年月日
      2016-12-16 – 2016-12-17
    • 国際学会
  • [学会発表] Spin injection into NbSe2 thin film2016

    • 著者名/発表者名
      T. Kawamura, T. Kawakami, P. Noel, K. Hino, S. Takeshita, T. Arakawa, Y. Niimi, and K. Kobayashi
    • 学会等名
      International School on Spintronics and Spin-Orbitronics
    • 発表場所
      Fukuoka (Japan)
    • 年月日
      2016-12-16 – 2016-12-17
    • 国際学会
  • [学会発表] Extraordinary Hall effect and spin Hall effect measurements in ternary alloy spin glasses2016

    • 著者名/発表者名
      H. Taniguchi, K. Yamagishi, T. Arakawa, T. Taniguchi, Y. Niimi, and K. Kobayashi
    • 学会等名
      International School on Spintronics and Spin-Orbitronics
    • 発表場所
      Fukuoka (Japan)
    • 年月日
      2016-12-16 – 2016-12-17
    • 国際学会
  • [学会発表] Spin transport in superconducting Bi/Ni bilayers2016

    • 著者名/発表者名
      N. Kabeya, K. Iwashita, H. Taniguchi, T.Kawamura, T. Arakawa, Y. Niimi, K. Kobayashi, X. X. Gong, D. Yue, and X.-F. Jin
    • 学会等名
      International School on Spintronics and Spin-Orbitronics
    • 発表場所
      Fukuoka (Japan)
    • 年月日
      2016-12-16 – 2016-12-17
    • 国際学会
  • [学会発表] Shot noise of a superconductor/nanotube junction in the SU(2) and SU(4) Kondo regime2016

    • 著者名/発表者名
      T. Hata, M. Ferrier, S.-H. Lee, T. Arakawa, R. Sakano, A. Oguri, R. Delagrange, R. Deblock and K. Kobayashi
    • 学会等名
      Wilhelm and Else heraeus Seminar “Trends in Mesoscopic Superconductivity”
    • 発表場所
      Bad Honnef (Germany)
    • 年月日
      2016-11-14 – 2016-11-18
    • 国際学会
  • [学会発表] Shot noise of a superconductor/nanotube junction in the SU(2) and SU(4) Kondo regime2016

    • 著者名/発表者名
      T. Hata, M. Ferrier, S.-H. Lee, T. Arakawa, R. Sakano, A. Oguri, R. Delagrange, R. Deblock and K. Kobayashi
    • 学会等名
      Meso School 2016 Topological matter interactions and light-matter coupling
    • 発表場所
      Institut d'Etudes Scientifiques (France)
    • 年月日
      2016-10-31 – 2016-11-12
    • 国際学会
  • [学会発表] Field-Enhanced Kondo Correlations in a Half-Filling Nanotube Dot2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Teratani, A. Oguri, R. Sakano, M. Ferrier,T. Arakawa, T. Hata, K. Kobayashi
    • 学会等名
      Osaka City University and National Taiwan Normal University mini-workshop
    • 発表場所
      Taipei (Taiwan)
    • 年月日
      2016-09-23 – 2016-09-23
    • 国際学会
  • [学会発表] Conducting property of quantum point contact exposed to surface acoustic wave2016

    • 著者名/発表者名
      M. Yokoi, T. Kawamura, T. Arakawa, Y. Niimi, and K. Kobayashi
    • 学会等名
      第6 回半導体量子効果と量子情報の夏期研修会
    • 発表場所
      ホテルサンバレー那須(栃木県那須)
    • 年月日
      2016-09-21 – 2016-09-23
  • [学会発表] Shot noise in Superconductor / Carbon nanotube / Superconductor junction in the unitary Kondo limit2016

    • 著者名/発表者名
      S.-H. Lee, M. Ferrier, T. Hata, T. Arakawa, and K. Kobayashi
    • 学会等名
      第6 回半導体量子効果と量子情報の夏期研修会
    • 発表場所
      ホテルサンバレー那須(栃木県那須)
    • 年月日
      2016-09-21 – 2016-09-23
  • [学会発表] 非平衡量子伝導解明のための極低温高周波測定系の構築2016

    • 著者名/発表者名
      則元将太、横井雅彦、岩切秀一、M. Ferrier、荒川智紀、新見康洋、小林研介
    • 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(金沢)
    • 年月日
      2016-09-13 – 2016-09-16
  • [学会発表] 近藤効果が発現する量子ドットにおける励起スペクトル2016

    • 著者名/発表者名
      秦徳郎、M. Ferrier、荒川智紀、小林研介、R. Delagrange、R. Deblock、H. Bouchiat、阪野塁、寺谷義道、小栗章
    • 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(金沢)
    • 年月日
      2016-09-13 – 2016-09-16
  • [学会発表] カーボンナノチューブ量子ドットにおける近藤効果:スピン軌道相互作用とHund結合の影響2016

    • 著者名/発表者名
      寺谷義道、小栗章、阪野塁、M. Ferrier、荒川智紀、秦徳郎、小林研介
    • 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(金沢)
    • 年月日
      2016-09-13 – 2016-09-16
  • [学会発表] SU(N)-M電子近藤singlet状態の局所電子分布2016

    • 著者名/発表者名
      小栗章、寺谷義道、阪野塁、M. Ferrier、荒川智紀、秦徳郎、小林研介
    • 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(金沢)
    • 年月日
      2016-09-13 – 2016-09-16
  • [学会発表] 異方的超伝導体Bi/Ni薄膜におけるスピン輸送2016

    • 著者名/発表者名
      壁谷奈津紀、前田正博、河村智哉、谷口祐紀、荒川智紀、新見康洋、小林研介、Gong Xin-Xin、Yue Di、Jin Xiao-Feng
    • 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(金沢)
    • 年月日
      2016-09-13 – 2016-09-16
  • [学会発表] ユニタリ極限の近藤領域にある超伝導/カーボンナノチューブ/超伝導接合におけるショット雑音2016

    • 著者名/発表者名
      Sanghyun Lee、秦徳郎、荒川智紀、M. Ferrier、小林研介
    • 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(金沢)
    • 年月日
      2016-09-13 – 2016-09-16
  • [学会発表] 微小磁性体における高周波電流雑音測定系の開発2016

    • 著者名/発表者名
      岩切秀一、則元将太、荒川智紀、葛西伸哉、M. Ferrier、新見康洋、小林研介
    • 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(金沢)
    • 年月日
      2016-09-13 – 2016-09-16
  • [学会発表] 三元合金スピングラスにおける異常ホール効果とスピンホール効果の測定2016

    • 著者名/発表者名
      谷口祐紀、山岸航大、荒川智紀、谷口年史、新見康洋、小林研介
    • 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(金沢)
    • 年月日
      2016-09-13 – 2016-09-16
  • [学会発表] Strong suppression of spin Hall Effect in spin-glass metal2016

    • 著者名/発表者名
      H. Taniguchi, M. Maki, T. Arakawa, T. Taniguchi, Y. Niimi, and K. Kobayashi
    • 学会等名
      the 9th International Conference on Physics and Applications of Spin Phenomena in Solids (PASPS 9)
    • 発表場所
      Kobe City (Japan)
    • 年月日
      2016-08-08 – 2016-08-11
    • 国際学会
  • [学会発表] Enhancement of thermal noise in a superconductor/carbon nanotube/superconductor junction2016

    • 著者名/発表者名
      S.-H. Lee, M. Ferrier, T. Hata, T. Arakawa, and K. Kobayashi
    • 学会等名
      the 9th International Conference on Physics and Applications of Spin Phenomena in Solids (PASPS 9)
    • 発表場所
      Kobe City (Japan)
    • 年月日
      2016-08-08 – 2016-08-11
    • 国際学会
  • [学会発表] Single electron source for two-electron interference experiments2016

    • 著者名/発表者名
      S. Norimoto, M. Yokoi, T. Arakawa, Y. Niimi, and K. Kobayashi
    • 学会等名
      the 9th International Conference on Physics and Applications of Spin Phenomena in Solids (PASPS 9)
    • 発表場所
      Kobe City (Japan)
    • 年月日
      2016-08-08 – 2016-08-11
    • 国際学会
  • [学会発表] Conductance quantization and shot noise in a tunnel-coupled double row quantum point contact2016

    • 著者名/発表者名
      D. Terasawa, S. Norimoto, T. Arakawa, M. Ferrier, A. Fukuda, K. Kobayashi, and Y. Hirayama
    • 学会等名
      the 9th International Conference on Physics and Applications of Spin Phenomena in Solids (PASPS 9)
    • 発表場所
      Kobe City (Japan)
    • 年月日
      2016-08-08 – 2016-08-11
    • 国際学会
  • [学会発表] Interaction effect on the field dependence of a carbon nanotube excitation spectrum2016

    • 著者名/発表者名
      T. Hata, R. Fujiwara, T. Arakawa, M. Ferrier, R. Sakano, Y. Teratani, A. Oguri, and K. Kobayashi
    • 学会等名
      the 9th International Conference on Physics and Applications of Spin Phenomena in Solids (PASPS 9)
    • 発表場所
      Kobe City (Japan)
    • 年月日
      2016-08-08 – 2016-08-11
    • 国際学会
  • [学会発表] Conducting property of quantum point contact exposed to surface acoustic wave2016

    • 著者名/発表者名
      M. Yokoi, T. Arakawa, H. Watanabe, S. Norimoto, Y. Niimi, and K. Kobayashi
    • 学会等名
      the 9th International Conference on Physics and Applications of Spin Phenomena in Solids (PASPS 9)
    • 発表場所
      Kobe City (Japan)
    • 年月日
      2016-08-08 – 2016-08-11
    • 国際学会
  • [学会発表] Fabrication of NbSe2 narrow wire aiming for spin injection2016

    • 著者名/発表者名
      T. Kawamura, M. Maeda, K. Hino, P. Noël, S. Takeshita, T. Arakawa, Y. Niimi, and K. Kobayashi
    • 学会等名
      the 9th International Conference on Physics and Applications of Spin Phenomena in Solids (PASPS 9)
    • 発表場所
      Kobe City (Japan)
    • 年月日
      2016-08-08 – 2016-08-11
    • 国際学会
  • [学会発表] Spin transport in superconducting Bi/Ni bilayers2016

    • 著者名/発表者名
      Natsuki Kabeya, M. Maeda, T. Kawamura, H. Taniguchi, T. Arakawa, Y. Niimi, K. Kobayashi, X.-X. Gong, D. Yue, and X.-F. Jin
    • 学会等名
      the 9th International Conference on Physics and Applications of Spin Phenomena in Solids (PASPS 9)
    • 発表場所
      Kobe City (Japan)
    • 年月日
      2016-08-08 – 2016-08-11
    • 国際学会
  • [学会発表] Interaction effect on the field dependence of a carbon nanotube excitation spectrum2016

    • 著者名/発表者名
      T. Hata, R. Fujiwara, T. Arakawa, M. Ferrier, R. Sakano, Y. Teratani, A. Oguri, and K. Kobayashi
    • 学会等名
      33rd International Conference on the Physics of Semiconductors (ICPS 2016)
    • 発表場所
      Beijing (China)
    • 年月日
      2016-07-31 – 2016-08-05
    • 国際学会
  • [学会発表] 微小磁性体における高周波「電流雑音」測定系の開発2016

    • 著者名/発表者名
      岩切秀一、則元将太、荒川智紀、葛西信哉、新見康洋、小林研介
    • 学会等名
      第61回 物性若手夏の学校
    • 発表場所
      ホテルシャレードイン志賀(長野県)
    • 年月日
      2016-07-29 – 2016-08-02
  • [学会発表] Noise detection of the field enhancement of Kondo correlations in a carbon nanotube quantum dot2016

    • 著者名/発表者名
      M. Ferrier, T. Hata, T. Arakawa, Y. Teratani, R. Sakano, A. Oguri, and K. Kobayashi
    • 学会等名
      The 22nd International Conference on High Magnetic Fields in Semiconductor Physics (HMF-22)
    • 発表場所
      Jozankei View Hotel, Sapporo (Japan)
    • 年月日
      2016-07-24 – 2016-07-29
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Universality of Non-equilibrium Fluctuations in Strongly Correlated Quantum Liquids2016

    • 著者名/発表者名
      M. Ferrier, T. Arakawa, T. Hata, R. Fujiwara, R. Delagrange, R. Deblock, R. Sakano, A. Oguri, and K. Kobayashi
    • 学会等名
      新学術領域「ゆらぎと構造」第3回領域研究会
    • 発表場所
      伊都キャンパス(九州大学)
    • 年月日
      2016-06-17 – 2016-06-19
  • [学会発表] Non-equilibrium Fluctuations of Quantum Liquids in the Kondo Regime2016

    • 著者名/発表者名
      K. Kobayashi, M. Ferrier, T. Arakawa, T. Hata, R. Fujiwara, R. Delagrange, R. Weil, R. Deblock, R. Sakano, and A. Oguri
    • 学会等名
      China-Japan International Workshop on Quantum Technologies 2016 (QTech2016)
    • 発表場所
      Beijing (China)
    • 年月日
      2016-05-13 – 2016-05-14
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2018-01-16  

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