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2015 年度 実績報告書

半導体量子ドットにおける正孔g因子制御と初期化技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 26800162
研究機関北海道大学

研究代表者

鍜治 怜奈  北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (40640751)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
キーワード量子ナノ構造 / 正孔スピン / g因子 / スピン初期化技術 / 価電子帯混合
研究実績の概要

量子ナノ構造に局在する正孔スピンは,結晶格子核とのスピン交換相互作用である超微細相互作用が電子に比べて弱く,長いスピンコヒーレンス時間を持つことが期待されるため,我々は,正孔スピンの初期化技術の開発および任意操作の実証を目指している.

H27年度は,以下の項目に着手した.
1) スピン操作を実証する上で,符号反転を含む正孔g因子制御は必須課題である.これまで自己集合In(Ga)As量子リング試料を用いて,面直方向の電子・正孔g因子と価電子帯混合 (重い正孔-軽い正孔間の状態混合) の相関を実測してきたが,H27年度は,それと直交する面内g因子を含めて,より包括的な議論を展開し,正孔g因子が面内と面直の両方に大きな異方性を持つことを見出した.また,台湾国立交通大学の鄭舜仁教授 (理論グループ)と外部歪みを用いたg因子制御に関する検討を進め,国際会議のプロシーディングを共著で発表した.更に,量子ナノ構造の形状・歪み分布異方性との関連の議論に加え,圧電素子を用いた正孔g因子の外部歪み制御に必要なプロセス技術を習得した.これらの成果は,H28年度に開催される国際会議で発表する.
2) H26年度から継続している正孔スピンコヒーレンス測定および初期化の実証に有効なカー回転分光法の検出感度向上に努めると共に,H27年度から新規に定常発光の円偏光度を用いたハンル測定に着手した.ビームディスプレイサーを使った偏光同時検出光学系を導入することで,微弱な発光でも,安定かつ高精度の円偏光度評価が可能となった.自己集合単一InAlAs量子ドットにハンル測定を適用した所,超微細相互作用に起因するハンルカーブの異常を観測した.この効果は,価電子帯混合を誘起する残留歪みと密接に関連するため,正孔スピンコヒーレンスの伸長やg因子制御に加え,面内方向の核スピン分極形成に関する知見を得る上で重要な成果である.

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 6件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] 台湾国立交通大学(中華民国 (台湾))

    • 国名
      その他の国・地域
    • 外国機関名
      台湾国立交通大学
  • [雑誌論文] Electron and hole in-plane g-factors in single InAs quantum rings2015

    • 著者名/発表者名
      R. Kaji, T. Tominaga, Y.-N. Wu, S.-J. Cheng, and S. Adachi
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 647 ページ: 012011/1-4

    • DOI

      10.1088/1742-6596/647/1/012011

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Hole g-Factor Anisotropies in Individual InAs Quantum Rings2016

    • 著者名/発表者名
      R. Kaji, T. Tominaga, Y.-N. Wu, M.-F. Wu, S.-J. Cheng, and S. Adachi
    • 学会等名
      The 43rd International Symposium on Compound Semiconductors (ISCS)
    • 発表場所
      Toyama International Conference Center, Toyama, Japan
    • 年月日
      2016-06-26 – 2016-06-30
    • 国際学会
  • [学会発表] Investigation of Spin Dynamics Based on Initial Phase Shift Analysisof Kerr Rotation in a CdTe Single Quantum Well2016

    • 著者名/発表者名
      L.-P. Yan, R. Kaji, and S. Adachi
    • 学会等名
      The 43rd International Symposium on Compound Semiconductors (ISCS)
    • 発表場所
      Toyama International Conference Center, Toyama, Japan
    • 年月日
      2016-06-26 – 2016-06-30
    • 国際学会
  • [学会発表] Hanle 効果による単一量子ドットの面内核磁場検出 (20a-S223-6)2016

    • 著者名/発表者名
      山本壮太,松崎亮典,鍜治怜奈,足立智
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京工業大学 大岡山キャンパス (東京都目黒区)
    • 年月日
      2016-03-19 – 2016-03-22
  • [学会発表] 零磁場下における核磁場形成と検出 (20a-S223-5)2016

    • 著者名/発表者名
      松崎亮典,山本壮太,足立智,鍜治怜奈
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京工業大学 大岡山キャンパス (東京都目黒区)
    • 年月日
      2016-03-19 – 2016-03-22
  • [学会発表] 単一InAs 量子リング正孔g 因子の面内異方性と歪・形状異方性 (20a-S223-4)2016

    • 著者名/発表者名
      冨永隆宏,鍜治怜奈,呉祐年,巫明帆,鄭舜仁, 足立智
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京工業大学 大岡山キャンパス (東京都目黒区)
    • 年月日
      2016-03-19 – 2016-03-22
  • [学会発表] 単一量子ドットにおける核スピン分極ダイナミクス測定のためのダブルパスAOMの検討 (B-1)2016

    • 著者名/発表者名
      高安遼,鍜治怜奈,足立智
    • 学会等名
      第51回応用物理学会北海道支部学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学 学術交流会館 (札幌市)
    • 年月日
      2016-01-09 – 2016-01-10
  • [学会発表] CdTe単一量子井戸における残留電子スピン分極の形成ダイナミクス (B-2)2016

    • 著者名/発表者名
      高群 哲義,厳 麗平,鍜治 怜奈,足立 智
    • 学会等名
      第51回応用物理学会北海道支部学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学 学術交流会館 (札幌市)
    • 年月日
      2016-01-09 – 2016-01-10
  • [学会発表] 零磁場下における量子ドット核スピン分極 (B-3)2016

    • 著者名/発表者名
      松崎亮典,足立智,鍜治怜奈
    • 学会等名
      第51回応用物理学会北海道支部学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学 学術交流会館 (札幌市)
    • 年月日
      2016-01-09 – 2016-01-10
  • [学会発表] 単一InAs量子リングにおける正孔面内g因子の測定 (B-4)2016

    • 著者名/発表者名
      冨永 隆宏,鍜治 怜奈,呉 祐年,鄭 舜仁, 足立 智
    • 学会等名
      第51回応用物理学会北海道支部学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学 学術交流会館 (札幌市)
    • 年月日
      2016-01-09 – 2016-01-10
  • [学会発表] 単一InAs量子リングにおける正孔面内g因子異方性の測定 (13a-2Q-13)2015

    • 著者名/発表者名
      冨永隆宏,鍜治怜奈,呉祐年, 鄭舜仁,足立智
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場 (名古屋市)
    • 年月日
      2015-09-13 – 2015-09-16
  • [学会発表] Anisotropy of electron and hole in-plane g-factors in single InAs/GaAs quantum rings (poster, Tu-PM-9)2015

    • 著者名/発表者名
      T. Tominaga, R. Kaji, Y.-N. Wu, S.-J. Cheng, and S Adachi
    • 学会等名
      17th International Conference on Modulated Semiconductor Structures (MSS17)
    • 発表場所
      Sendai International Center, Sendai, Japan
    • 年月日
      2015-07-26 – 2015-07-31
    • 国際学会
  • [学会発表] Formation dynamics and initial phase shift of resident electron spin polarization observed by time-resolved Kerr rotation spectroscopy (poster, Mo-PM-1)2015

    • 著者名/発表者名
      L.-P. Yan, R. Kaji, and S. Adachi
    • 学会等名
      17th International Conference on Modulated Semiconductor Structures (MSS17)
    • 発表場所
      Sendai International Center, Sendai, Japan
    • 年月日
      2015-07-26 – 2015-07-31
    • 国際学会
  • [学会発表] Anisotropy of electron and hole g-factors in individual InAs quantum rings2015

    • 著者名/発表者名
      R. Kaji and S. Adachi
    • 学会等名
      Japan, Vietnam, Bulgaria and Taiwan Joint Workshop
    • 発表場所
      Shinchu, Taiwan
    • 年月日
      2015-07-17 – 2015-07-20
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Electron and hole in-plane g-factors in single InAs quantum rings (oral, Mo III.B-6)2015

    • 著者名/発表者名
      R. Kaji, T. Tominaga, Y.-N. Wu, S.-J. Cheng, and S. Adachi
    • 学会等名
      19th International Conference on Electron Dynamics in Semiconductors, Optoelectronics and Nanostructures (EDISON 19)
    • 発表場所
      Salamanca, Spain
    • 年月日
      2015-06-29 – 2015-07-02
    • 国際学会
  • [備考] 所属研究室ホームページ

    • URL

      http://labs.eng.hokudai.ac.jp/labo/ultrafast/Adachi/toppage_ja.html

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公開日: 2017-01-06   更新日: 2022-02-16  

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