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

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。

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。