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気体原子のスピン流を利用したSi結晶へのスピン注入法の開発

利用气体原子自旋流开发硅晶体自旋注入方法

基本信息

批准号：
20042010
负责人：
石川潔
金额：
$ 1.41万
依托单位：
University of Hyogo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20042010/
关键词：
スピン流光ポンピング核磁気共鳴スピン注入

项目摘要

最近、気体アルカリ金属原子を光ポンピングするとアルカリ塩の核スピン偏極率が増大することを発見した。本研究では、この新しい手法をアルカリ塩だけでなく、一多くの固体に広く応用できるようにずること、その第一の目標物質として半導体シリコンを想定しスピン偏極の注入機構を調べることを目的とした。これまでの磁場9.4Tと2-7TのCsH塩を使った実験では、気体原子の運ぶ電子スピン流と核スピン流のどちらも固体の核スピン偏極に影響を与えているとみられる結果が得られているので、その点に注目し研究を進めた。今年度の実験では、永久磁石により0.56Tの磁場を発生させ、気体Cs原子を光ポンピングし、CsH塩のCs核をNMR計測した。CsH塩を選んだ理由は、高磁場の実験結果と比較するためである。これまでより1桁弱い磁場なので、表面におけるスピン相互作用についで新たな情報を得られると期待する一方、光ポンピングしない熱平衡のINMR信号が非常に小さく、当初、NMR信号の変化を観測できるかどうか心配した。しかし、よい意味で期待を裏切り、NMR信号の増大を観測できた。理論計算においては、磁場0.56Tにおける原子気体のスピン流を計算し、信号増大の励起波長依存性と比較し検討している。順調とはいえないが、研究計画のうち、低磁場の光ポンピングによりNMR信号を増大させる部分は成功した。今後、固体へのスピン注入機構をさらに詳しく調べ、常磁性電子濃度の異なるシリコン結晶とアモルファスシリコンで、原子気体の光ポンピングを試したい。

Recently, it has been discovered that the polarization ratio of the atomic particles of the metal particles has increased. This study is aimed at identifying the first target material and the second target material and the first target material and the second target material and the third target material and the third target material and the fourth target material and the fourth target material The magnetic field of 9.4 T and 2-7T is used to study the influence of the magnetic field on the polarization of the nuclear particles. This year, the magnetic field of permanent magnet was generated, the Cs atom was detected by optical spectroscopy, and the Cs nucleus was measured by NMR. CsH selection reasons, high magnetic field results and comparison The INMR signal from the weak magnetic field, surface interaction, and thermal equilibrium is very small, and the NMR signal is very stable. This means that the NMR signal is expected to increase. In theoretical calculations, the optical current of atomic particles in a magnetic field of 0.56T is calculated, and the dependence of excitation wavelength on signal increase is discussed and compared. In order to improve the quality of NMR signal, the research project was successfully carried out. In the future, solid state electron injection mechanism will be carefully tuned, and the electron concentration of permanence will be varied.