Verification of tristability of nuclear spin polarization in single quantum dot and construction of a unified model including nuclear quadrupole effect

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異常ハンル効果発現の物理原因を探るため，核四極子相互作用(NQI)の主軸分布を考慮した新規モデルを実装した．NQIの主軸分布が試料面内にあるとした場合と試料に垂直（結晶成長方向）にあるとした場合の両極端での計算結果を比較し，「印加横磁場を面内核磁場で相殺する」という異常ハンル効果の本質はNQIの主軸の試料面内に分布する成分が原因となっていることが明らかになった．以前は実験において観測されていた横磁場掃引時の核磁場のz成分の緩やかな減衰が異常ハンル効果発現の物理原因解明の手掛かりとして着目していたが[Phys. Rev. B 97, 075309/1-8 (2018)]，これは新規モデルによる計算結果からはNQIの主軸分布のｚ成分に由来するもので，「印加横磁場を面内核磁場で相殺する」という異常ハンル効果の本質には関与しないことを明らかにした．この成果は学術論文に投稿し，現在査読中である．核スピン分極の三重安定状態については，電子・核スピンの相関時間が磁場依存性を持つことを実験的に明らかにし，モデル計算から相関時間を制御できれば核スピン分極の三重安定状態発現を検証できることが分かったが，実験的に相関時間のみを大きく変化させることが困難であったため，２つの2重安定性発現の実証までは達成できているが，3重安定性の実証は未達成となった．核磁気共鳴測定については，AlGaAsバルクにおいて，時間分解カー回転分光と組み合わせた全光核磁気共鳴の測定に成功している．現在量子ドットで測定可能となるように，感度向上に努めている．また試料として，エルビウム添加YSO結晶を用い，ホスト結晶であるYSOのYイオンの核スピン揺らぎがEr電子のデコヒーレンスに及ぼす影響（superhyperfine interaction）について，上記モデルを適用して計算を行い，デコヒーレンス抑制の手法を探索した．