半導体低次元電子系における核スピン偏極の電気的検出

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24340065
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 町田 友樹 東京大学, 生産技術研究所, 准教授 (00376633)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: 物性実験 / 半導体物性 / 低温物性 / 量子閉じ込め

研究概要

半導体二次元電子系における電子スピン－核スピン間超微細相互作用を利用した動的核スピン偏極の物理メカニズムの解明と制御手法の確立を目的として研究を推進した。量子ホール遷移状態にある二次元電子系に電流を印加することにより、動的に核スピンが偏極され、縦抵抗値の変化として検出されることをこれまでの研究で明らかにしていたが、量子ホール端状態とバルク状態の寄与を明確にして議論することが重要であり、縦抵抗測定を用いた動的核スピン偏極検出と非局所抵抗測定を用いた動的核スピン偏極検出を組み合わせて実験を行った。縦抵抗値と非局所抵抗値の核スピン偏極による変化のみならず、核スピン緩和時間の測定を行い、核スピン緩和時間のランダウ準位充填率依存性を議論した。また、抵抗検出型核磁気共鳴の手法を活用し、ナイトシフト測定を行った。ナイトシフト量から電子系のスピン偏極率を実験的に決定し、動的核スピン偏極のメカニズムを議論した。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

量子ホール遷移状態における動的核スピン偏極のメカニズム解明に向けた実験が順調に進んでいる。

今後の研究の推進方策

引き続き、半導体低次元電子系における動的核スピン偏極のメカニズム解明と制御手法確立に向けた研究を推進する。

次年度の研究費の使用計画

研究計画に必要な物品購入等のため、H25年度基金分のうち一部をH26年度において使用する。
物品費および人件費を予定。