| 研究概要 |
本研究では半導体ナノ構造を用いたスピンエレクトロニクス素子および量子計算機を実現する上で必要となる、伝導電子スピン制御に関してその基礎研究を行う。本研究では特に1.スピン空間におけるスピン回転(Precession)の制御と、2.実空間スピン輸送のおける電子-電子散乱の寄与、の2点に焦点を絞り研究を行っている。本年度は「スピン回転」の準備としてInGaAs/GaAs,GaAs/AlGaAsの測定用サンプルの結晶成長をいくつか行ったが、まだ構造に問題が残っているようで更に改良を加える必要がある。「スピン輸送」に関しては、3次元および2次元電子ガス中のスピン輸送係数の計算を進めており、低温における輸送方程式および輸送係数の表式を得ることが出来た。さらに2次元系に関しては数値計算をほぼ終了した。予備的な段階ではあるが、スピン輸送に対する電子-不純物散乱の寄与と電子-電子散乱の寄与を定性的に比較すると、
(1)電子-電子散乱はスピン輸送に影響する。この寄与のない通常のキャリア輸送との大きな違いである。
(2)電子-電子散乱と電子-不純物散乱からの影響の相対的大きさは、温度や系の構造に依存する。変調ドーピングされたヘテロ構造2次元電子系では、電子-不純物散乱は弱いので、電子-電子散乱の効果がより顕著に現れる可能性がある。
また、スピン上向き電子の密度あるいはスピン下向き電子の密度に空間分布がある場合にのみ、電子-電子散乱の影響が現れることが示された。
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