シリコン量子ドットを用いた電子スピン量子ビット開発

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21710137
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: マイクロ・ナノデバイス
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 小寺 哲夫 東京工業大学, 量子ナノエレクトロニクス研究センター, 助教 (00466856)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2010
• キーワード: 量子ドット / シリコン量子ドット / 量子コンピュータ / 少数電子素子

研究概要

シリコン量子ドット中の電子スピンを量子ビットとして用いる量子情報デバイスの物理の解明、ハードウェアのための基本技術の実現を目的として研究を行ってきた。素子作製においては、エッチング条件とトップゲートのゲート絶縁膜形成条件の最適化を行い、制御性に優れたシリコン2重量子ドットの作製に成功した。本素子を用いて極低温における測定を行い、電子スピン状態に依存するトンネル現象の観測に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Simulation Study of Charge Modulation in Conpled Quantum Dots in Silicon (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Kambara, T.Kodera, T.Takahashi, G.Yamahata, K.Uchida, S.Oda.
  • 雑誌名: Jpn.J.Appl.Phys. 50 ページ: 04DJ05-1-04DJ05-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Suspended quantum dot fabrication on a heavily-doped silicon nanowire by suppressing unintentional quantum dot formation (2010)
  • 著者名/発表者名: J.Ogi, M.A.Ghiass, T.Kodera, Y.Tsuchiya, K.Uchida, S.Oda, H.Mizuta
  • 雑誌名: Jpn.J.Appl.Phys. 49 ページ: 044001-1-044001-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Experimental observation of enhanced electron-phonon interacti on in suspended Si double quantum dots (2010)
  • 著者名/発表者名: Ogi, T.Ferrus, T.Kodera, Y.Tsuchiya, K.Uchida, D.A.Williams, S.Oda, H.Mizuta
  • 雑誌名: Jpn.J.Appl.Phys. 49 ページ: 045203-1-045203-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Control of Inter-dot Electrostatic Coupling by a Side Gate in a Silicon Double Quantum Dot Operating at 4.5K (2009)
  • 著者名/発表者名: G.Yamahata, T.Kodera, H.Mizuta, K.Uchida, S.Oda
  • 雑誌名: Appl.Phys.Express 2 ページ: 095002
• [学会発表] 電子スピン量子ビットに向けた少数電子シリコン量子ドットの実現 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小寺哲夫, 堀部浩介, 蒲原知宏, 山端元音, 内田建, 荒川泰彦, 小田俊理
  • 学会等名: 第58回応用物理学会関係違合講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学,厚木、招待講演
  • 年月日: 2011-03-25
• [学会発表] Realization of Lithogr aphically-Defined Silicon Quantum Dots without Unintentional Localized Potenti als (2010)
  • 著者名/発表者名: Tetsuo Kodera, Gento Yamahata, Tomohiro Kambara, Kousuke Horibe, Thierry Ferrus, David Williams, Yasuhiko Arakawa, Shunri Oda
  • 学会等名: 30th International Conference on Physics of Semiconductors (ICPS-30)
  • 発表場所: Seoul, Korea
  • 年月日: 2010-07-27
• [学会発表] Spin-related tunneling in lithographically-defined silicon quantum dots (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Kodera, G. Yamahata, T. Kambara, K.Horibe, K. Uchida, C. M. Marcus, S. Oda,
  • 学会等名: 2010 IEEE Silicon Nanoelectronics Workshop
  • 発表場所: Honolulu, USA
  • 年月日: 2010-06-14
• [図書] 量子ドットエレクトロニクスの最前線 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小寺哲夫, 小田俊理
  • 総ページ数: 85-93
  • 出版者: 株式会社エヌ・ティー・エス、
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://diana.pe.titech.ac.jp/qubit/index.html