超伝導/強磁性電極を有する単一自己形成InAs量子ドットにおける多体スピン相関の制御

用超导/铁磁电极控制单个自组装 InAs 量子点中的多体自旋相关性

• 批准号: 07F07328
• 负责人: 樽茶 清悟
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07F07328/
• 关键词: 半導体物性; 量子ドット; メゾスコピック系; 量子コンピュータ; スピンエレクトロニクス

本年度、我々は自己形成InAs量子ドットを含む量子ドットジョセフソン接合において、超伝導体/InAs量子ドット界面で起こる超伝導相関と近藤相関の競合の解明を目指して研究を行っている。Al電極を持つInAs量子ドットジョセフソン接合の近傍にサイドゲートを作製し、局所的なドット状態の制御を実現した(図4)。横方向から非対称に結合した局所ゲートはトンネル結合を変え、その結果、近藤効果を電気的に制御することに成功した。さらに近藤温度TKを制御して、超伝導ギャップ・との比を系統的に変えてゆくと、近藤相関が支配的な領域では超伝導電流が増大し、逆に局在モーメントの遮蔽が十分でない磁気的縮退状態ではクーロン相互作用により超伝導電流が強く抑制される。この0-p接合相転移は近藤温度と超伝導ギャップの比が~1.1で起こり、理論とも一致する結果を得た。さらに、同じ試料の常伝導状態において、近藤共鳴伝導度ピークの分裂から、スピン軌道相互作用を定量的に成功し、さらにサイドゲートを使い波動関数の空間的な広がりを変化させることにより電気的にスピン軌道相互作用の大きさの制御を実現した。量子ドットにおけるスピン軌道相互作用の電気的制御は世界で初めての成果である。また昨年度達成した超伝導/InAs/常伝導複合構造におけるアンドレーエフ局在状態の検出をもとにして、一つの超伝導電極に2つのInAs量子ドットが並列結合した試料を作製し、現在、非局所量子もつれの検証実験の準備を進めている。また、常伝導電極を持つInAs量子ドットを含む超伝導量子干渉計の作製も完了しており、今年度観測した超伝導と近藤効果の相関を、アンドレーエフ局在状態の分光により、より直接的にとらえる実験も準備中である。

This year, we will conduct research on the formation of InAs quantum devices, including quantum junction solutions, superconductors/InAs quantum interface initiation, superconductivity correlation, and Kondo correlation. Al electrodes are held in the vicinity of the InAs quantum junction, and the control of the local state is realized (Figure 4). The horizontal direction is not equal to the horizontal direction. The horizontal direction is equal to the horizontal direction. The horizontal direction is equal to the horizontal direction. The horizontal direction is equal to the horizontal direction. The temperature of Kondo is controlled by TK, and the superconducting current is increased in the domain dominated by Kondo correlation. The superconducting current is strongly suppressed in the field of magnetic interaction. The phase shift of the 0-p junction is consistent with the Kondo temperature and conductivity ratio of ~1.1. In this paper, the constant conduction state of the same sample is analyzed, and the resonance conductivity of the sample is analyzed. The separation of the sample and the orbital interaction is quantified. The separation of the sample and the orbital interaction is determined. The control of electric energy by quantum orbital interaction is the first result of quantum orbital interaction. In the past year, we have achieved the goal of preparing samples for the test of superconducting/InAs/conductive composite structures in parallel with each other, and preparing samples for the test of non-superconducting/InAs quantum composites. In addition, the production of quantum interference devices with high conductivity and high conductivity has been completed. In this year, the production of quantum interference devices with high conductivity and high conductivity has been completed. In addition, the production of quantum interference devices with high conductivity and high conductivity has been completed.

项目成果

自己形成InAs量子ドット/超伝導接合系における超伝導特性のサイドゲート制御

自形成InAs量子点/超导结系统中超导特性的侧门控制

• 发表时间: 2009
• 作者: 金井康;Russell.S.Deacon;吉田勝治;柴田憲治;平川一彦;大岩顕;樽茶清悟
• 通讯作者: 樽茶清悟

Kondo-enhanced Andreev transport in single self-assembled InAs quantum dots contacted with normal and superconducting leads

• DOI: 10.1103/physrevb.81.121308
• 发表时间: 2010-03-01
• 期刊: PHYSICAL REVIEW B
• 影响因子: 3.7
• 作者: Deacon, R. S.;Tanaka, Y.;Tarucha, S.
• 通讯作者: Tarucha, S.

Supercurrent in single InAs quantum dots coupled to aluminium electrodes

与铝电极耦合的单个 InAs 量子点中的超电流

• 发表时间: 2008
• 作者: R. S. Deacon;Y. Kanai;A. Oiwa;K. Yoshida;K. Shibata;K. Hirakawa and S. Tarucha
• 通讯作者: K. Hirakawa and S. Tarucha

Electrical control of spin-orbit interaction in self-assembled InAs quantum dots

自组装InAs量子点中自旋轨道相互作用的电控制

• 发表时间: 2009
• 作者: 明松祐司;辻正次;R.S.Deacon
• 通讯作者: R.S.Deacon

Tunneling Spectroscopy of Andreev Energy Levels in a Quantum Dot Coupled to a Superconductor

• DOI: 10.1103/physrevlett.104.076805
• 发表时间: 2010-02-19
• 期刊: PHYSICAL REVIEW LETTERS
• 影响因子: 8.6
• 作者: Deacon, R. S.;Tanaka, Y.;Tarucha, S.
• 通讯作者: Tarucha, S.