2002 Fiscal Year Annual Research Report
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14076203
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
大野 裕三 東北大学, 電気通信研究所, 助教授 (00282012)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 茂雄 東北大学, 電気通信研究所, 助教授 (10282013)
大谷 啓太 東北大学, 電気通信研究所, 助手 (40333893)
松倉 文礼 東北大学, 電気通信研究所, 助手 (50261574)
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| Keywords | 量子コンピューター / 核スピン / 歳差運動 / 量子井戸 / GaAs / ファラデー回転 |
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| Research Abstract |
本研究では、半導体量子構造におけるスピン偏極電子と核スピンとの間の相互作用のダイナミクスを明らかにするため、円偏光パルスを励起光として用いた時間分解ポンププローブ測定及び時間分解ファラデー回転測定を行い、動的核スピン分極とその緩和過程を電子のラーモア歳差運動の振動数より調べた。また、時間分解ファラデー回転測定システムを整備してこれを高感度化し、GaAs(110)基板上に形成したGaAs/AlGaAs単一量子井戸における動的核スピン分極を観測可能にした。得られた成果は以下の通りである。
・バルクn-GaAsにおける電子スピンの歳差運動をポンププローブ法で測定した。励起パルスの偏光が右円偏光の場合と左円偏光の場合で核スピン分極の方向が反対になるため、電子スピンの感じる実効的な磁場(外部磁場と核磁場の和)が変化し、歳差運動周波数が異なる様子が観測できた。また、この歳差運動周波数の変化は約30分という時間オーダで起こり、この時間がバルクGaAsにおける超微細相互作用の緩和時間であると考えられる。
・円偏光を用いたポンププローブ法によって(110)量子井戸中の電子スピンの歳差運動を測定した。電子のスピン緩和時間は低温においても数ナノ秒以上であることが分かった。また、GaAs/AlGaAs(110)量子井戸の場合g因子の異方性が大きく、試料を外部磁場に対し僅かに傾けると電子の感じる実効的な磁場が外部磁場の方向から大きくずれ、バルクGaAsに比べて、より効率的な動的核スピン分極を可能にしていることがわかった。
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[Publications] M.Kohda: "Electrical electron spin injection with a p^+-(Ga, Mn)As/n^+-GaAs tunnel junction"Journal of Superconductivity. (印刷中). (2003)
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[Publications] H.Sanada: "Drift transport of spin polarized electrons in GaAs"Journal of Superconductivity. (印刷中). (2003)
