| 研究課題/領域番号 |
20540323
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| 研究機関 | 独立行政法人物質・材料研究機構 |
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研究代表者 |
後藤 敦 独立行政法人物質・材料研究機構, 極限計測ユニット, 主幹研究員 (30354369)
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| 研究分担者 |
端 健二郎 独立行政法人物質・材料研究機構, 極限計測ユニット, 主任研究員 (00321795)
清水 禎 独立行政法人物質・材料研究機構, 極限計測ユニット, グループリーダー (00354366)
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| キーワード | 半導体物理 / スピンエレクトロニクス / 光物性 / 核磁気共鳴 / 光ポンピング / 動的核偏極 / 交差分極 |
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| 研究概要 |
固体内の原子核スピン系は通常の条件下では無偏極状態にあるが、「動的核偏極」という手法を用いると「超偏極」と呼ばれる偏極状態を人工的に生成できる。超偏極は次世代ITや先端分析技術などに技術革新をもたらすと期待されているが、こうした応用展開を目指す上でその本質の理解は欠かせない。本研究では、固体における超偏極の例として、近赤外光の照射により生成される化合物半導体内の超偏極について、その特性を核磁気共鳴法により調査した。
本研究は4年計画で実施された。最終年度である本年度は、光照射下での異種核スピン間の偏極移動過程と、その原因となる核スピン-スピン相互作用について調べるため、化合物半導体GaAsを対象に、近赤外光照射下での多重共鳴測定を行った。その結果、「光により誘起される核スピン-スピン相互作用」の存在を初めて見出した。今回発見された相互作用は、「外部から強度の制御が可能である」という点において既知の相互作用とは異なっている。この特徴は、応用上重要な機能となりうるものと期待される。一方、この相互作用のメカニズムや特性についてはまだよくわかっていない部分が多い。その発現には光励起された電子が関与していると推測されるが、現時点でその詳しい機構はわかっていない。また、核スピン-スピン相互作用は核スピン間の相関を与えることから、「偏極核スピン系における秩序形成」にも影響を与えているものと考えられるが詳細は不明である。今後、これらの問題の解明が重要と思われる。
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