| 研究課題/領域番号 |
25871126
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| 研究種目 |
若手研究(B)
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| 研究機関 | 独立行政法人理化学研究所 |
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研究代表者 |
天羽 真一 独立行政法人理化学研究所, 創発物性科学研究センター, 研究員 (90587924)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 量子ドット / 半導体 / 低温 / 量子ビット |
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| 研究概要 |
本研究課題では、量子ドットを多数結合させることによって、人工原子による結晶を実現するとともに、そのスピン状態や、結合の仕方による対称性に着目し、核スピンやフォノンなどの環境との相互作用の理解を目指すものである。本年度は、(1) 電子・フォノンの結合の理解、(2) 多重結合量子ドットの作成、(3) 3電子のスピンブロッケイド条件下での核スピン結合について、検討を進めた。
(1) 電子・フォノン結合においては、光学フォノン介在の共鳴トンネル現象を確認した。２つの光学フォノン介在トンネル電流が重なっている場合でも、トンネル電流に強度の変調（片側のブランチが明るくなり、もう片側が暗くなる）があることを確認した。現在、物理的な解釈について検討を進めている。
(2) 2つの量子井戸を内包する半導体基板を用いて、2つのピラーが並んだ並列結合と直列結合をもつ４重量子ドットの作成を行った。クーロン振動などの基礎的特性の確認を行い、極低温での測定の準備を行っている。
(3) ２重量子ドット中での3電子のスピンブロッケイドについて、磁場によるスピンブロッケイドの解除について検討を進めた。3電子のスピンブロッケイドは、4重項状態になることで生じると考えらえるが、Zeeman分離によって、2重項状態とエネルギーが等しくなると核スピンとの結合を通じて、スピンブロッケイドの解除が期待できる。２電子のスピンブロッケイドと同様に、電子状態との対応付けと同時に、3電子と核スピンとの結合の仕方について検討を進めている。
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| 現在までの達成度 (区分) |
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
フォノンとの結合や核スピンとの結合に関しては、すでに得られている結果について、物理的な解釈を付け加えようとしており、環境との相互作用の議論が少しずつ進められている。今後は、より多重結合した量子ドットについても、極低温の測定を行い、スピン状態の解明と環境との相互作用の解明などの研究を進めていきたいと考えている。
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| 今後の研究の推進方策 |
より多重結合した量子ドットでのスピン状態の解明を進めると同時に、高速測定やNMR、ESRなどの測定技術を組み合わせていければと考えている。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
本年度は、素子作成に注力した。所属の変更に応じて、配線やフォルダの準備に時間を要し、極低温での試料の測定が遅れているため。
極低温での測定の準備が済み次第、計画通りの執行を進める。
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