Development of very-low-temperature pulsed-magnetic-resonance measurement technique and its application to quantum computer models using lightly-doped semiconductors

极低温脉冲磁共振测量技术的发展及其在轻掺杂半导体量子计算机模型中的应用

• 批准号: 21KK0047
• 负责人: 藤井 裕
• 金额: $ 12.23万
• 依托单位: University of Fukui
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-10-07 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21KK0047/
• 关键词: パルス電子スピン共鳴; 極小共振器; ミリ波; 核磁気共鳴; 二重磁気共鳴; 希薄ドープ半導体; 希釈冷凍機

本研究は、フィンランドとの国際共同研究により、極小の共振器(μR)を開発することで、これまで困難であった超低温かつ強磁場での高周波パルス磁気共鳴法の技術開発を行うとともに、開発した装置を用いて、希薄にリンをドープした純良なシリコン半導体(Si:P)を用いた量子計算に必要とされる超低温・強磁場下でのスピン状態の観測と制御を目指すものである。ミリ波帯μRによるパルス磁気共鳴法は、物性物理学や量子情報分野で有用な技術であるのみならず、極微量試料の評価を必要とする化学、ライフサイエンス等、さらには、単一スピンの検出にまで適用できる将来性がある。本年度はまずオンラインで打ち合わせを行い、先方の状況の変化（ポスドクの就職等）にともない、先方の装置のうち特にESR信号を高感度に検出するためにキーとなる極低温で動作するミリ波ブリッジ回路を譲り受けて、日本の装置に組み込むこととした。さらに夏に日本で開かれる国際会議にあわせて対面によってこれまでの試作品の現物を見ながら議論する予定であったが、コロナウイルス感染予防対策の厳しさのために先方の来日を断念せざるを得なかった。日本からは10月にフィンランドへ渡航し、譲渡を受ける物品などの試験などを行い、必要物品を輸送した。その後、フィンランドの共同研究者とともに、日本で高感度ESR測定装置のセットアップ作業を行った。完成にはまだいくつかの素子が必要であり、そのうちのプリアンプを購入した。日本側では、並行して、電磁場解析シミュレーションによる共振器デザインの検討を開始した。

This study is aimed at the development of ultra-low temperature and high frequency magnetic resonance (MR) technology in the international joint research on ultra-low temperature and high magnetic field, and the development of devices for the development of ultra-low temperature and high magnetic field. Magnetic resonance method is applicable to physical physics, quantum information separation, chemistry, particle size test, etc. This year, the company has launched a series of high-sensitivity ESR signal detection and detection of ultra-low temperature operation, and the Japanese company has set up a series of high-sensitivity ESR signal detection and detection equipment. In the summer of 2010, the Japanese government launched a series of anti-corruption measures. In Japan, in October, the goods were transported to and from Japan. The co-investigator of the company conducted the operation of the high-sensitivity ESR measurement device in Japan. To complete the purchase of the necessary ingredients The study of resonator design in Japan began in parallel with electromagnetic field analysis.

项目成果

高出力遠赤外光源ジャイロトロンを用いた新しい電子スピン共鳴法の開発

利用高功率远红外光源陀螺仪开发新型电子自旋共振方法

• 发表时间: 2022
• 作者: 光藤誠太郎;佐野巴則;廣澤康平;石川裕也;藤井裕;高橋英幸;大道英二;太田仁
• 通讯作者: 太田仁

Application of gyrotron oscillator as high-power millimeter wave light source for FT-ESR measurement

回旋振荡器作为高功率毫米波光源在FT-ESR测量中的应用

• 发表时间: 2022
• 作者: Tomonori Sano;Hidemichi Nishio;Kanata Hayashi;Yuya Ishikawa;Yutaka Fujii;Seitaro Mitsudo
• 通讯作者: Seitaro Mitsudo

ESRとNMRからみたS=1/2低次元反強磁性体Ca2Cu(OH)4[B(OH)4]2

S=1/2 低维反铁磁体 Ca2Cu(OH)4[B(OH)4]2 来自 ESR 和 NMR

• 发表时间: 2023
• 作者: 林哉汰;廣澤康平;倉知豊;丸山薫;石川裕也;浅野貴行;光藤誠太郎;菊池彦光;高橋英幸;長澤直生;山本孟;大道英二;大久保晋;太田仁;藤井裕
• 通讯作者: 藤井裕

Magnetization Process and ESR Study of Spin-1/2 Low Dimensional Antiferromagnet, Henmilite

自旋1/2低维反铁磁体Henmilite的磁化过程和ESR研究

• 发表时间: 2022
• 作者: Kanata Hayashi;Kouhei Hirozawa;Yusuke Takahashi;Yuya Ishikawa;Yutaka Fujii;Takayuki Asano;Hajime Yamamoto;Hiroyuki Kimura;Terutoshi Sakakura;Yukio Noda;Akira Matsuo;Koichi Kindo;Hideyuki Takahashi;Seitaro Mitsudo
• 通讯作者: Seitaro Mitsudo

S=1/2低次元反強磁性体Henmiliteの磁化過程と高周波ESR研究

S=1/2低维反铁磁材料Henmilite的磁化过程及高频ESR研究

• 发表时间: 2022
• 作者: 林哉汰;廣澤康平;佐野巴則;石川裕也;藤井裕;浅野貴行;山本孟;木村宏之;坂倉輝俊;松尾晶;金道浩一;高橋英幸;光藤誠太郎
• 通讯作者: 光藤誠太郎