| 研究課題/領域番号 |
16K13612
|
|---|
| 研究機関 | 筑波大学 |
|---|
研究代表者 |
黒田 眞司 筑波大学, 数理物質系, 教授 (40221949)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2018-03-31
|
| キーワード | スピントロニクス / 量子ドット / 顕微分光 / 単一スピン |
|---|
| 研究実績の概要 |
本研究は、半導体ドット中に遷移元素の原子1個を含む試料を作製し、ドット中の単一磁性スピンの振舞いを光学的手法により詳細に調べ、その振舞いを制御する手法を開発することにより、単一スピンを用いたメモリー実現への応用可能性を探索することを目標としている。今年度は、格子定数の異なるZnTe上に成長したCdTe自己形成ドットでドットあたりCr原子1個を含む試料を作製し、顕微フォトルミネッセンス測定により1個のドットからの発光を観測し、これによりドット中のCr単一スピンの振舞いを調べた。その結果、ドット中の励起子とCrスピンとの交換相互作用により数本の発光線に分裂した発光スペクトルを観測し、その偏光依存性および磁場依存性を詳細に調べた。解析の結果、CdTeドットの自己形成に伴う格子歪がCrスピンのエネルギー準位に大きく影響していることを明らかにした。また、Hanbury Brown and Twiss (HBT) 干渉計型配置による自己相関測定および相互相関測定を行い、単一Crスピンの時間的揺らぎを評価した。自己相関スペクトルにおいてバンチングの現象を観察し、その線幅よりCrスピンの揺らぎの時間が20ns程度であると見積もられた。さらにポンプ・プローブ法による発光の時間分解測定によりCrスピンのダイナミクスの研究を行った。Crスピンの各準位間の緩和過程による発光強度の時間変化を観測し、Crスピンの暗状態での緩和時間が2μs程度と長いことを見出した。
|
| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
Cr原子1個を含むCdTeドットからの発光スペクトルをその時間変化も含めて詳細に調べ、Crスピンの時間揺らぎや緩和過程などを明らかすることができたため。
|
| 今後の研究の推進方策 |
ドット中のCr単一スピンに対する外部電界の印加の影響を調べるため、ドット試料にゲート電極を装着し、ドット層に外部電界を印加できる試料構造を作製し、電界を印加した状態でドットの発光スペクトルを測定する。
|
