TOP > 国内特許検索 > 電子スピン共鳴生成装置および電子スピン共鳴の生成方法

電子スピン共鳴生成装置および電子スピン共鳴の生成方法

国内特許コード P110004372
整理番号 K028P25
掲載日 2011年7月12日
出願番号 特願2009-220161
公開番号 特開2011-071255
登録番号 特許第5237232号
出願日 平成21年9月25日(2009.9.25)
公開日 平成23年4月7日(2011.4.7)
登録日 平成25年4月5日(2013.4.5)
発明者
  • 好田 誠
  • 新田 淳作
出願人
  • 独立行政法人科学技術振興機構
発明の名称 電子スピン共鳴生成装置および電子スピン共鳴の生成方法
発明の概要

【課題】外部磁場を用いることなく、電子スピン共鳴を生じさせること。
【解決手段】本発明は、半導体からなり、電子の走行方向に対し交差する方向に第1のスピン軌道相互作用に起因した一定の第1有効磁場が生じるチャネル18と、前記チャネル内に前記第1有効磁場に起因して生じた前記電子のスピン分離エネルギに対応する周波数の交流電界を生じさせることにより、前記チャネル内に前記電子の走行方向および前記第1有効磁場の方向に交差する方向に第2スピン軌道相互作用に起因した交流の第2有効磁場を発生させる電極24と、を具備する電子スピン共鳴生成装置である。
【選択図】図1

従来技術、競合技術の概要


スピンの有する量子力学的な2準位系を用いることにより量子計算機が実現できる。量子計算機の実現のためには、例えば電子のアップスピン状態とダウンスピン状態との量子力学的な2準位間でのコヒーレントな制御(ラビ振動)を行うことが求められる。これにより、アップスピン状態とダウンスピン状態とに加え、2つの状態の重ね合わせ状態を制御することができれば、任意の量子計算が可能となる。アップスピン状態とダウンスピン状態との間のコヒーレントな制御を行なうため電子スピン共鳴を用いることが知られている。電子スピン共鳴を用いるためには、電子のスピンを分離させるための静磁場と、スピン分離した2準位間に相当する周波数の交流磁場を印加することになる。



非特許文献1では、スピン軌道相互作用に起因する有効磁場を活用したスピン電界効果トランジスタが提案されている。

産業上の利用分野


本発明は、電子スピン共鳴生成装置および電子スピン共鳴の生成方法に関し、特に、スピン軌道相互作用を用いた電子スピン共鳴生成装置および電子スピン共鳴の生成方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
半導体からなり、電子の走行方向に対し交差する方向に第1のスピン軌道相互作用に起因した一定の第1有効磁場が生じるチャネルと、
前記チャネル内に前記第1有効磁場に起因し生じた前記電子のスピン分離エネルギに対応する周波数の交流電界を生じさせることにより、前記チャネル内に前記電子の走行方向および前記第1有効磁場の方向に交差する方向に第2スピン軌道相互作用に起因した交流の第2有効磁場を発生させる電極と、
を具備する電子スピン共鳴生成装置。

【請求項2】
前記第1有効磁場は電界の大きさおよび方向によらず一定の大きさおよび方向を有し、前記第2有効磁場は電界の大きさおよび方向により大きさおよび方向が変化する請求項1記載の電子スピン共鳴生成装置。

【請求項3】
前記第1有効磁場の方向は、前記電子の走行方向と直交し、前記第2有効磁場の方向は、前記電子の走行方向と前記第1有効磁場の方向との各々に直交する請求項1または2記載の電子スピン共鳴生成装置。

【請求項4】
前記チャネルは、半導体閃亜鉛鉱型結晶構造を有し、(110)面上に形成され、前記チャネルにおける前記電子の走行方向は[100]方向である請求項1から3のいずれか一項記載の電子スピン共鳴生成装置。

【請求項5】
前記電極は[110]方向に勾配を有する前記交流電界を生じさせる請求項4記載の電子スピン共鳴生成装置。

【請求項6】
スピン偏極した電子を前記チャネルに注入するインジェクタと、
前記チャネルから受けた電子のスピン偏極方向を検出するアナライザと、
を具備する請求項1から5記載の電子スピン共鳴生成装置。

【請求項7】
半導体からなり電子が走行するチャネルで電子スピン共鳴の生成方法であって、
前記電子の走行方向に対し交差する方向に第1のスピン軌道相互作用に起因した一定の第1有効磁場を生じさせるステップと、
前記チャネル内に前記第1有効磁場に起因して生じた前記電子のスピン分離エネルギに対応する周波数の交流電界を生じさせることにより、前記チャネル内に前記電子の走行方向および前記第1有効磁場の方向に交差する方向に第2スピン軌道相互作用に起因した交流の第2有効磁場を発生させるステップと、
を含む電子スピン共鳴の生成方法。

【請求項8】
前記第1有効磁場は電界の大きさおよび方向によらず一定の大きさおよび方向を有し、前記第2有効磁場は電界の大きさおよび方向により大きさおよび方向が変化する請求項7記載の電子スピン共鳴の生成方法。

【請求項9】
前記第1有効磁場の方向は、前記電子の走行方向と直交し、前記第2有効磁場の方向は、前記電子の走行方向と前記第1有効磁場の方向との各々に直交する請求項7または8記載の電子スピン共鳴の生成方法。

【請求項10】
前記チャネルは、半導体閃亜鉛鉱型結晶構造を有し、(110)面上に形成され、前記チャネルにおける前記電子の走行方向は[100]方向である請求項7から9のいずれか一項記載の電子スピン共鳴の生成方法。

【請求項11】
第2有効磁場を発生させるステップは、[110]方向に勾配を有する前記交流電界を生じさせることにより第2有効磁場を発生させるステップである請求項10記載の電子スピン共鳴の生成方法。
産業区分
  • 固体素子
  • 試験、検査
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

※ 画像をクリックすると拡大します。

JP2009220161thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
参考情報 (研究プロジェクト等) さきがけ 界面の構造と制御 領域
ライセンスをご希望の方、特許の内容に興味を持たれた方は、問合せボタンを押してください。


PAGE TOP

close
close
close
close
close
close
close