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2019 年度 実績報告書

トポロジカル光波を利用した半導体中スピンの超解像検出と空間分布制御

研究課題

研究課題/領域番号 18K14113
研究機関東京理科大学

研究代表者

石原 淳  東京理科大学, 理学部第一部応用物理学科, 助教 (50801156)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
キーワード電子スピン / 二次元電子ガス / 半導体量子構造 / トポロジカル光波
研究実績の概要

本研究では、トポロジカル光波の空間特異性を利用した超解像スピン生成・検出手法を確立し、2種類のスピン軌道相互作用が働く半導体量子井戸中に光励起した電子スピンの空間緩和ダイナミクスを詳細に明らかにすることを目的とした。構築した時間空間分解Kerr回転検出系を構築し、まずは数マイクロメートルのスポット径でのスピンの時空間発展を観測した。さらに中心に光強度の暗点をもつドーナツビームの導入を行ったが、ドーナツビームの整形が難しく、かつ強度不足で狙った通りの超解像測定には至らなかった。一方で、電子スピンの時空間ダイナミクスの解明に関しては、電子の散乱が少ない二次元電子を用意し、光励起キャリアによるスピン歳差運動周波数の変化とスピン拡散速度の変化を定量的に評価した。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Zero-field spin precession dynamics of high-mobility two-dimensional electron gas in persistent spin helix regime2020

    • 著者名/発表者名
      Ishihara Jun、Kitazawa Go、Furusho Yuya、Ohno Yuzo、Ohno Hideo、Miyajima Kensuke
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 101 ページ: 094438

    • DOI

      https://doi.org/10.1103/PhysRevB.101.094438

    • 査読あり
  • [学会発表] GaAs/AlGaAs量子井戸における高移動度二次元電子スピンのゼロ磁場歳差運動ダイナミクスの空間依存性2019

    • 著者名/発表者名
      北澤豪, 石原淳, 宮島顕祐, 大野裕三, 大野英男
    • 学会等名
      第80回応用物理学会秋季学術講演会
  • [学会発表] Excitation density dependence of spin precession in zero external magnetic field in (001) GaAs/AlGaAs two-dimensional electron gas2019

    • 著者名/発表者名
      J. Ishihara, G. Kitazawa, Y. Ohno, H. Ohno, and K. Miyajima
    • 学会等名
      10th International School and Conference on Spintronics and Quantum Information Technology (SPINTECH10)
    • 国際学会

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公開日: 2021-01-27  

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