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2013 年度 実績報告書

スピンコヒーレンスの新規検出法の実証と電子スピン高速制御への展開

研究課題

研究課題/領域番号 24654079
研究機関北海道大学

研究代表者

足立 智  北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10221722)

キーワードスピンコヒーレンス / スピン位相
研究概要

スピンコヒーレンス研究は半導体スピン物性の中心トピックスであり,今なお盛んに研究されている.そこではハンル効果と時間分解ファラデー(カー)回転が主に用いられている.これらは磁場下でのスピンコヒーレンス(縦スピン緩和ではなく横スピン緩和)のア
ンサンブル平均を測定することができる.しかし零磁場下,異方性・不均一広がりのある系での真のスピンコヒーレンスの直接的精密測定法はこれまで実現されていない.本研究は物質中の電子(または正孔,原子核,励起子)の持つ最大のスピンコヒーレンスを引き
出すことを目的に,スピン位相回折格子の概念の確立と実証を目指している.
H24年度において,目的としていたスピン位相回折光子の形成および円偏光励起による核スピン分極形成を確認したので,応用研究として,H25年度はCdTe/CdMgTe単一量子井戸中の残留電子を用いて,そのスピン分極形成ダイナミクスの研究を時間分解カー回転法を用いて行った.そこでは残留電子スピン分極の負の初期位相が観測された.正で観測された先行研究があったが,この位相シフトについては今まで発生原因は解明されていないものであった.我々は形成ダイナミクスを詳細に追跡し,負の初期位相が負の荷電励起子の速い正孔スピン緩和に起因するものであることをモデル計算と実験から突き止めた.H25年度の結果は,"Negative initial phase-shift of Kerr rotation generated from the building-up process of resident electron spin polarization in a CdTe single quantum well"として学術雑誌に投稿準備中である.

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 1件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Effects of valence band mixing on hole spin coherence via hole-nuclei hyperfine interaction in InAlAs quantum dots2013

    • 著者名/発表者名
      R. Kaji, S. Ohno, T. Hozumi, S. Adachi
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 113 ページ: 203511/1-6

    • DOI

      10.1063/1.4807901

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Population dynamics in epitaxial Er2O3 thin films grown on Si(111)2013

    • 著者名/発表者名
      T. Tawara, H. Omi, T. Hozumi, R. Kaji, S. Adachi, H. Gotoh, T. Sogawa
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett.

      巻: 102 ページ: 241918/1-4

    • DOI

      10.1063/1.4812294

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Exciton-exciton interactions in tensile-strained GaN2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Toda, K. Shigematsu, A. Hasegawa, S. Adachi
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 52 ページ: 08JL03/1-3

    • DOI

      10.7567/JJAP.52.08JL03

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Size distribution and its scaling behavior of InAlAs/AlGaAs quantum dots grown on GaAs by molecular beam epitaxy2013

    • 著者名/発表者名
      X. M. Lu, M. Koyama, Y. Izumi, Y. Nakata, S. Adachi, S. Muto
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 52 ページ: 025602/1-4

    • DOI

      10.7567/JJAP.52.025602

    • 査読あり
  • [学会発表] Effective nuclear field measurement in a single quantum well via time-resolved Kerr rotation technique2014

    • 著者名/発表者名
      L.-P. Yan
    • 学会等名
      International Conference on Materials Science and Engineering Technology (MSET 2014)
    • 発表場所
      Shanghai Dazhong Merrylin Hotel(上海市,中国)
    • 年月日
      20140628-20140629
  • [学会発表] 半導体量子ドットにおける核磁場揺らぎのスピンデコヒーレンスへの効果2014

    • 著者名/発表者名
      鍜治怜奈
    • 学会等名
      第61 回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      青山学院大学相模原キャンパス(神奈川県)
    • 年月日
      20140317-20140320
    • 招待講演
  • [学会発表] Resident electrons spin formation and spin dephasing in a single CdTe quantum well2013

    • 著者名/発表者名
      L.-P. Yan
    • 学会等名
      International Conference on Solid State Devices and Materials
    • 発表場所
      ヒルトン福岡シーホーク(福岡県)
    • 年月日
      20130924-20130927
  • [学会発表] Electron and hole g-factor measurements via optically-induced nuclear spin polarizations in single InAs/GaAs quantum rings2013

    • 著者名/発表者名
      R. Kaji
    • 学会等名
      13th International Conference on Optics of Excitons in Confined System
    • 発表場所
      Angelicum Congress Centre (ローマ市イタリア)
    • 年月日
      20130909-20130913
  • [学会発表] Impact of band mixing to heavy hole spin dephasing induced by nuclear field fluctuation2013

    • 著者名/発表者名
      R. Kaji
    • 学会等名
      18th International Conference on Electron Dynamics in Semiconductors, Optoelectronics and Nanostructures
    • 発表場所
      くにびきメッセ(島根県)
    • 年月日
      20130722-20130726
  • [産業財産権] 量子ビットの操作方法2013

    • 発明者名
      足立智,俵毅彦,尾身博雄
    • 権利者名
      足立智,俵毅彦,尾身博雄
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2013-147283
    • 出願年月日
      2013-07-16
  • [産業財産権] 光素子およびその製造方法2013

    • 発明者名
      尾身博雄,俵毅彦,足立智
    • 権利者名
      尾身博雄,俵毅彦,足立智
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2013-162076
    • 出願年月日
      2013-08-05

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公開日: 2015-05-28  

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