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二重量子ドットにおけるスピンブロッケードと動的核スピン偏極

研究報告コード R013000296
掲載日 2003年10月1日
研究者
  • 大野 圭司
  • 樽茶 清悟
  • D.G. Austing
研究者所属機関
  • 東京大学物理学部
  • 東京大学物理学部
  • 日本電信電話(株)物性科学基礎研究所
研究機関
  • 東京大学物理学部
  • 日本電信電話(株)物性科学基礎研究所
報告名称 二重量子ドットにおけるスピンブロッケードと動的核スピン偏極
報告概要 二重ドットがスピンブロッケード領域にあると,リーク電流は二重ドットにおけるスピン反転によって大いに影響を受ける。図1にその様子を示す。右のドットのN=1状態に電子が一つトラップされている。もし左のドットに左側から入ってきた電子が,トラップされている電子のスピンと平行なスピンを持つなら,パウリの排他原理から(N=1と同じ軌道の)N=2状態に移ることができない。こうして伝導はスピンが反転するか第二のトンネリングが起きるまでブロックされる。このスピンブロッケード領域のリーク電流を磁場の関数として測定した。結果を図2に示す。磁場を増やしていくと0.5Tで電流が急激に増加し,0.7T付近で振動が始まる。磁場とともに振動周期と振幅が増加し,0.9T付近で消える(図3)。周期は2,3百秒にまで増加する。この効果の核スピンの起源を確かめるために,振動周期も振幅もほぼ最大となるような直流磁場に加えて,3巻きのコイルを試料の近くに置いて交流磁場をかけた。交流磁場の周波数が69Gaと71Gaの核スピンにそれぞれ一致するところで周期,振幅とも大きく減ることが観測された。この結果はスピンブロックされた量子ドットにおいて電子と核スピンの間の超微細間接フリップフロップ散乱の存在を示唆している。
画像

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研究分野
  • 電子構造一般
  • 金属の電子伝導一般
  • 界面の電気的性質一般
研究制度
  • 戦略的創造研究推進事業 CRESTタイプ、電子・光子等の機能制御/研究代表者 平山 祥郎(日本電信電話(株)物性科学基礎研究所)/科学技術振興事業団
研究報告資料
  • 大野 圭司,樽茶 清悟,D.G. Austing. Spin Blockade and Dynamic Nuclear Spin Polarization in Double Quantum Dot. The Second CREST Symposium on ''Function Evolution of Materials and Devices based on Electron/Photon Related Phenomena'',2001. p.75 - 75.

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