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

• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K03466/
• 关键词: 磁性; スピン四極子; 超音波共鳴; ダイヤモンドNV中心; シリコンカーバイド; 四極子秩序

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。

Make and four and a half before the annual の は lead, make and 3 year に き 続 き, NV center と shout ば れ る ダ イ ヤ モ ン ド smothering element - empty hole in complex の empty hole ス ピ ン state に masato し て の perspective, this study の alone で あ る ultrasound resonance magnetic field direction decomposition の basic theory の build に 専 read し た. こ の research に よ っ て, NV center に お い て undetermined の ま ま で あ っ た, ス ピ ン - grid slanting み の combined with constant interaction between を に of quantitative evaluation of 価 す る new た な method proposed を す る と と も に, determination of the event be の ultrasound に つ い て の be 験 line proposal も っ た. に, 2 の フ ォ ノ ン が collaterals む ultrasound resonance の が strength, NV shaft の weeks り に back planning す る external magnetic field strong に く の Angle dependent す る こ と を Ming ら か に し た research important で は あ る. ま た, and four and a half year after の で は, ス ピ ン suppression を refers し た be 験 research が に rapidly progress し て い る シ リ コ ン · カ ー バ イ ド (SiC) の Si owe 陥 に raw じ る ス ピ ン state に つ い て, こ れ ま で の の theory research company, zhang と し て ultrasound resonance magnetic field direction decomposition の を line っ た. Si owe 陥 に raw じ る ス ピ ン は grid slanting み と く combining し, ultrasound に よ る ス ピ ン suppression が expect さ れ る も う 1 つ の alternate で あ る. Empty hole ス ピ ン state と し て, NV center の basal state は ス ピ ン triple item で あ る の に し seaborne, SiC の は ス ピ ン quad items で あ る こ と が know ら れ て い る. に report 2020 さ れ た magnetic field back into planning に よ る ス ピ ン sonic resonance の determination を け, be 験 の parsing で は consider さ れ て い な い crystallization の said sex seaborne を の theory で consider し た. Youdaoplaceholder2 れによ れによ, undetermined スピ スピ み - grid skew み interaction <e:1> combined with a fixed number を evaluation 価する analytical method を proposal する. Make and 3 year か ら group take り ん で き た NV center に masato す る は of research achievements and academic papers と し て publishing さ れ, Japan institute of physics で も results 発 table line を っ た. The submission of research achievements related to する in <s:1> SiCに for this year is currently in preparation for に に て て である and the submission of academic papers is in the process of である.

项目成果

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

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-

• 发表时间: 2022
• 作者: 古賀幹人;松本正茂
• 通讯作者: 松本正茂