2004 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) |
松倉 文礼 東北大学, 電気通信研究所, 助手 (50261574)
大谷 啓太 東北大学, 電気通信研究所, 助手 (40333893)
佐藤 茂雄 東北大学, 電気通信研究所, 助教授 (10282013)
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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/カ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。本年度に得られた成果は以下の通りである。
・ゲート電極を有するn-GaAs/AlGaAs(110)単一量子井戸構造において、ゲート電圧を印加して電子密度を制御することにより、超微細相互作用と動的核スピン分極を大きく変調できることを時間分解カー回転測定により示した。また、そのメカニズムとして、電子密度の変化によって金属-絶縁体遷移が生じ、電子の波動関数の局在・非局在の変化によって超微細相互作用の大きさが変調されているモデルを示した。
・静磁場中で光励起により分極した核スピンに対し、共鳴条件を満たす振動磁界を印加して時間分解カー及びファラデー回転測定を行い、固体における局所的な核スピンダイナミクス(ラビ振動)の実時間観測に成功した。また、パルスNMRの手法によりスピンエコーを確認し、横緩和時間を実験的に得た。
本研究で確立された光学的核スピン分極・検出法および超微細相互作用のゲート電界制御などjの手法は、半導体中の核スピンを量子ビットとする固体量子コンピュータ等において、ビット初期化・操作を効率的に行うのに有益な知見を与えると期待される。
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Research Products
(2 results)
