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2022 年度 研究成果報告書

永久スピンらせん状態を用いた電子スピンのマクロコヒーレンス実現

研究課題

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研究課題/領域番号 20H02563
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分28020:ナノ構造物理関連
研究機関日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所

研究代表者

国橋 要司  日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, フロンティア機能物性研究部, 主任研究員 (40728193)

研究分担者 後藤 秀樹  広島大学, ナノデバイス研究所, 教授 (10393795)
小野満 恒二  日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, 多元マテリアル創造科学研究部, 主任研究員 (30350466)
田中 祐輔  日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, フロンティア機能物性研究部, 研究主任 (40787339)
眞田 治樹  日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, フロンティア機能物性研究部, 特別研究員 (50417094)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワードスピン軌道相互作用 / カー回転 / GaAs / スピンダイナミクス
研究成果の概要

本研究課題では非磁性半導体中における電子スピンのコヒーレンス増大と効率的な回転制御技術の確立を目的として研究を実施し、GaAs量子井戸中における光誘起ポテンシャルを用いた電子スピンスピン緩和の大幅な抑制、および重元素であるBiを添加したGaAsBi量子井戸における大きなスピン軌道相互作用の増強効果を実証した。本研究課題において達成したGaAsをベースとした電子スピンのコヒーレンス増大と巨大スピン軌道相互作用の導入はスピン自由度を用いた論理素子の実現に向けた大きな一歩である。

自由記述の分野

スピントロニクス

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究課題の遂行によって実証されたGaAs量子井戸中におけるスピンコヒーレンスの増大と巨大スピン軌道相互作用の導入は、いずれも電子スピンを用いた論理素子の実現のためにはなくてはならない要素技術であり、スピンの自由度を活用した画期的なデバイス実現に大きく貢献するものである。一方で長いスピンコヒーレンスや強いスピン軌道相互作用は電子の量子性やトポロジカル物性を探索する上で極めて重要なプラットフォームであるため、新奇スピン物性の発見につながる可能性があり学術的にも大きな意義を持つ。

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公開日: 2024-01-30  

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