Fundamental theory of high-frequency ultrasonic resonance as a new probe for unknown spin-quadrupole condensed matter physics

高频超声共振基础理论作为未知自旋四极凝聚态物理的新探针

基本信息

批准号：
21K03466
负责人：
古賀幹人
金额：
$ 2.08万
依托单位：
Shizuoka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

令和4年度の前半は、令和3年度に引き続き、NV中心と呼ばれるダイヤモンド内窒素－空孔複合体の空孔スピン状態に関して、本研究の独自の視点である磁場方向分解超音波共鳴の基礎理論の構築に専念した。この研究によって、NV中心において未確定のままであった、スピン－格子歪み相互作用の結合定数を定量的に評価する新たな方法を提案するとともに、実際の超音波測定についての実験提案も行った。特に、2個のフォノンが絡む超音波共鳴の強度が、NV軸の周りに回転する外磁場の角度に強く依存することを明らかにした研究成果は重要である。また、令和4年度の後半では、スピン制御を目指した実験研究が急速に進展しているシリコン・カーバイド（SiC）のSi欠陥に生じるスピン状態について、これまでの理論研究の拡張として磁場方向分解超音波共鳴の研究を行った。Si欠陥に生じるスピンは格子歪みと強く結合し、超音波によるスピン制御が期待されるもう1つの候補である。空孔スピン状態として、NV中心の基底状態はスピン三重項であるのに対し、SiCの場合はスピン四重項であることが知られている。2020年に報告された磁場回転によるスピン音波共鳴の測定を受け、実験の解析では考慮されていない結晶の対称性を本研究の理論で考慮した。これにより、未確定のスピン－格子歪み相互作用の結合定数を評価する解析方法を提案する。令和3年度から取り組んできたNV中心に関する研究成果は、学術論文として出版され、日本物理学会でも成果発表を行った。本年度のSiCに関する研究成果については、学術論文として投稿準備中である。

在2022年上半年，在2021年之后，我们着重于建立一个磁场分辨超声共振的基本理论，这是我们独特的视角，介绍了钻石中氮气效率复合体的空位旋转状态，被称为NV中心。这项研究提出了一种新方法，用于定量评估在NV中心尚不确定的自旋晶格菌株相互作用的耦合常数，以及用于实际超声测量的实验建议。特别是，研究结果表明，超声共振的强度强烈取决于围绕NV轴旋转的外部磁场的角度，这很重要。此外，在2022年下半年，我们对磁场方向分辨超声共振的研究进行了研究，以扩展对硅碳化硅（SIC）中SI缺陷（SIC）中发生的自旋状态的延伸，在这种研究中，针对自旋控制的实验研究迅速发展。 SI缺陷中发生的旋转与晶格失真密切相结合，并且是超声旋转控制的另一个候选者。作为空置的自旋状态，NV中心的基态是自旋三重态，而在SIC的情况下，它是自旋四倍。在测量了2020年报道的磁场旋转引起的自旋 - 传感共振之后，该研究的理论考虑了实验分析中未考虑的晶体的对称性。这提出了一种分析方法，用于评估不确定的自旋晶格菌株相互作用的耦合常数。自2021年以来，我们一直在研究NV的研究结果已作为学术论文发表，并在日本物理学会上发表。目前，今年关于SIC的研究结果正在作为学术论文准备。

项目成果

期刊论文数量（3）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Theory of Field-Angle-Resolved Magnetoacoustic Resonance in Spin-Triplet Systems for Application to Nitrogen-Vacancy Centers in Diamond

自旋三重态系统场角分辨磁声共振理论在金刚石氮空位中心的应用

DOI：
10.7566/jpsj.91.094709
发表时间：
2022
期刊：
Journal of the Physical Society of Japan
影响因子：
1.7
作者：
Mikito Koga;Masashige Matsumoto
通讯作者：
Masashige Matsumoto

静岡大学教員データベース - 教員個別情報 : 古賀幹人（KOGA Mikito）

静冈大学教师数据库 - 个别教师信息：KOGA Mikito

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

スピン四極子ー格子歪み結合の検出に向けた磁場方向分解磁気音響共鳴の基礎理論　ーダイヤモンドNV中心への応用ー

场分辨磁声共振检测自旋四极-晶格畸变耦合的基本理论-在金刚石NV中心的应用-

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
古賀幹人;松本正茂
通讯作者：
松本正茂

DOI：
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2006
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