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同位体超格子構造を有する半導体結晶を用いた固体NMR量子計算機

シーズコード S130009763
掲載日 2013年6月5日
研究者
  • 清水 禎
  • 後藤 敦
  • 端 健二郎
  • 北澤 英明
技術名称 同位体超格子構造を有する半導体結晶を用いた固体NMR量子計算機
技術概要 CdTe同位体超格子半導体結晶を用いた固体NMR量子計算機場合において同位体超格子構造の半導体結晶を用いた固体NMR量子計算機に用いるCdTe同位体超格子半導体結晶の単位胞を図に示す。小さい球がCd、大きい球がTeを表し、結晶構造はセン亜鉛鉱構造である。細い実線は単位胞の立方体を表し、太い実線はCdとTeの間の化学結合を表す。CdとTeは共に4配位で、4つの化学結合は等価である。全ての化学結合に大きさ約500Hzの核スピン間のJ結合が伴っている。J結合とは、価電子のうち特に共有結合電子を媒介にする核スピン間相互作用であり、スカラー結合とも呼ばれる。
画像

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研究分野
  • NMR一般
展開可能なシーズ 同位体を異ならせて複数積層した積層単位を超格子積層単位とした同位体超格子構造を有する半導体結晶と、レーザー光源と、NMR装置とを有し、同位体超格子構造を有する半導体結晶が、同位体Cd、Teなどを構成元素とするセン亜鉛鉱結晶構造を有し、セン亜鉛鉱結晶構造の各々の(111)面が同位体のいずれか1つの同位体元素から構成され、かつ、4種類の同位体の(111)面の積層周期を超格子積層周期として構成されるCdTe同位体超格子半導体結晶であることを特徴とする、同位体超格子構造を有する半導体結晶を用いた固体NMR量子計算機を提供する。
磁気回転比の異なる同位体元素から成る面を複数積層するから、同位体元素の種類の数だけの量子ビットを実現できる。隣り合う面の同位体原子同士の結合が共有結合であり、また超格子構造を有するから、J結合に基づく核スピン間相互作用が実現でき、理想的な量子もつれ状態を実現できる。半導体結晶であるから、円偏光を用いて量子ビットを容易に、理想的に初期化できる。
用途利用分野 固体NMR量子計算機
出願特許   特許 国際特許分類(IPC)
( 1 ) 独立行政法人科学技術振興機構, 独立行政法人物質・材料研究機構, . 清水 禎, 後藤 敦, 端 健二郎, 北澤 英明, . 同位体超格子構造を有する半導体結晶を用いた固体NMR量子計算機. 特開2003-324192. 2003-11-14
  • H01L  29/06     
  • H01L  29/15     
  • G06G   7/12     

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