自己形成量子ドットにおけるg因子制御と単一スピンのコヒーレント操作

自组装量子点中单自旋的 G 因子控制和相干操纵

• 批准号: 17710115
• 负责人: 中岡 俊裕
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17710115/
• 关键词: 量子ドット; g因子; スピン; 顕微分光; Stark効果

量子情報素子の担い手として固体素子としてはきわめて長いデコヒーレンス時間をもち、しかも既存の高度な半導体加工技術を活用できる量子ドットのスピンが有望視されている。スピンを用いた量子演算を行う上で欠かせないのが、スピンと磁気モーメントを関係づけるg因子の制御である。これにより、演算素子の設計が可能になる。本研究では、量子ドソみg茜子の薪たな制御手法を提案し、これによるスピンのコヒ一レント操作を研究した。これまで量子井戸などではg因子は波動関数の染み出しの度合いを変えることで制御されてきたが、サイズが小さく、閉じ込めの強い量子ドットでは難しい。本研究では、新規な横型ショットキーゲート構造を作成し、自己形成量子ドットの面収方向に電場を印加し、g因子を制御した。量子ドットにおけるg因子を測定し、変調量を単一ドット分光法により見積もり、電場を印加可能な実験システムを構築し、電圧印加によるg因子変化を観測した。変化量は約8%である。本研究により、自己形成量子ドットにお!いてg因子テンソル変調によるスピンのコヒーレント操作が可能であることを示した。

Quantum information element の bear い hands と し て solid element child と し て は き わ め て long い デ コ ヒ ー レ ン ス time を も ち, し か も existing の highly な semiconductor processing technology を use で き る quantum ド ッ ト の ス ピ ン が is expected to see さ れ て い る. ス ピ ン を with い た quantum algorithms on line を う で owe か せ な い の が, ス ピ ン と magnetic 気 モ ー メ ン ト を masato is づ け る g factor の suppression で あ る. The design of the calculus elements が may be になる. This study で は, quantum ド ソ み g Mercedes の pay た な equestrian method proposed を し, こ れ に よ る ス ピ ン の コ ヒ a レ ン ト を operation research し た. こ れ ま で quantum well opens な ど で は g factor は wave number of masato の dye み out し の degrees or い を - え る こ と で suppression さ れ て き た が, サ イ ズ が small さ く and closing じ 込 め の strong い quantum ド ッ ト で は difficult し い. This study で は, new rules な horizontal type シ ョ ッ ト キ ー ゲ ー を into し ト structure, their formation, quantum ド ッ ト の surface 収 direction を Inca し に electric field, the g factor を suppression し た. Quantum ド ッ ト に お け る g factor し, variations was measured を を 単 a ド ッ ト spectrometry に よ り see product も り を Inca, electric field may な be 験 シ ス テ ム を build し, electricity 圧 Inca に よ る g factor - the を 観 measuring し た. The variation is approximately 8%である. In this study, によ ドットにお and self-form quantum ドットにお! い て g factor テ ン ソ ル - adjustable に よ る ス ピ ン の コ ヒ ー レ ン ト が operation may で あ る こ と を shown し た.

项目成果

Tuning of g -factor in self-assembled In(Ga)As quantum dots through strain engineering

• DOI: 10.1103/physrevb.71.205301
• 发表时间: 2005-05
• 期刊: Physical Review B
• 影响因子: 3.7
• 作者: T. Nakaoka;Toshio Saitô;J. Tatebayashi;S. Hirose;Tatsuya Usuki;N. Yokoyama;Y. Arakawa

Magneto-optical single dot spectroscopy of GaSb/GaAs type II quantum dots

GaSb/GaAs II 型量子点的磁光单点光谱

• 发表时间: 2006
• 期刊: Physica E 32
• 作者: T.Sato;T.Nakaoka et al.
• 通讯作者: T.Nakaoka et al.

Unconventional Quantum Confined Stark Effect in GaN/AlN quantum dots

GaN/AlN 量子点中的非常规量子限制斯塔克效应

• 发表时间: 2006
• 期刊: Phys.Rev.B 73
• 作者: H.J.Krenner;E.C.Clark;T.Nakaoka et al.;T.Nakaoka et al.
• 通讯作者: T.Nakaoka et al.

Direct observation of acoustic phonon mediated relaxation between coupled exciton states in a single quantum dot molecule

直接观察单个量子点分子中耦合激子态之间声声子介导的弛豫

• 发表时间: 2006
• 期刊: Phys.Rev.B 74
• 作者: 内海 秀樹;寺田 悟;松井 三郎;保倉 修一;T.Nakaoka et al.
• 通讯作者: T.Nakaoka et al.

Measurement and Control of Spin and Charge Interactions in a Single Artificial Molecule

单个人造分子中自旋和电荷相互作用的测量和控制

• 发表时间: 2006
• 期刊: Phys.Rev.Lett. 97
• 作者: H.J.Krenner;E.C.Clark;T.Nakaoka et al.
• 通讯作者: T.Nakaoka et al.