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(In Japanese)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

Research report code R013000296
Posted date Oct 1, 2003
Researchers
  • (In Japanese)大野 圭司
  • (In Japanese)樽茶 清悟
  • (In Japanese)D.G. Austing
Affiliation
  • (In Japanese)東京大学物理学部
  • (In Japanese)東京大学物理学部
  • (In Japanese)日本電信電話(株)物性科学基礎研究所
Research organization
  • (In Japanese)東京大学物理学部
  • (In Japanese)日本電信電話(株)物性科学基礎研究所
Report name (In Japanese)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
Technology summary (In Japanese)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。
Drawing

※Click image to enlarge.

R013000296_01SUM.gif R013000296_02SUM.gif R013000296_03SUM.gif
Research field
  • Electronic structure in general
  • Electronic conduction in metals in general
  • Electrical properties of interfaces in general
Research project
  • Core Research for Evolutional Science and Technology;Function Evolution of Materials and Devices based on Electron/Photon Related Phenomena
Information research report
  • (In Japanese)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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