量子ホール系における半導体核スピンの電気的コヒーレント制御に関する研究

量子霍尔系统中半导体核自旋的电相干控制研究

• 批准号: 07J03230
• 负责人: 増渕 覚
• 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 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-07J03230/
• 关键词: 半導体核スピン; コヒーレント制御; 量子ホール系; 核磁気共鳴; 量子情報処理

GaAsを構成する原子核は核スピン3/2を持ち、磁場中で4準位系を形成する。この4準位間の遷移を選択的に制御することができれば、原理的には2量子ビット操作を実現できる。本年度は、試料に意図的に歪みを加えてエネルギー準位の電気四重極分離を拡大し、準位間の遷移の選択的かつコヒーレントな制御を行った。試料はGaAs/AlGaAsヘテロ接合の2次元電子系をホールバー型に加工したものを用い、表面にポリイミドを塗布することにより歪みを印加する。量子ホール効果ブレークダウンを用いて核スピンを動的に偏極し、抵抗検出型NMRを測定した。ポリイミドを塗布していない試料では1つのピークだったスペクトルが、準位間隔の違いに対応した3つのピークに分離した。分離したスペクトルのそれぞれのピークにおけるRabi振動の観測や、スピンエコー法を用いた核スピンのコヒーレント時間T2の測定を行ったところ、ラビ振動の減衰時間・コヒーレント時間が増大していることが確認された。この結果は、半導体核スピンの制御性が向上したことを意味しており、核スピン量子ビット開発に向けた重要な一歩になった。また一方で、核スピン-電子スピン間超微細相互作用が弱いため、核スピン量子ビットが確立された場合にきわめて長いコヒーレンス時間が期待される新材料グラフェンに着目し、微細加工技術・量子ドット作製技術の確立に取り組み、グラフェンを利用した基本的量子回路が作製可能であることを実験的に示すことに成功した。

The nucleus of the GaAs is formed by the formation of the nucleus, and the 4-alignment system in the magnetic field is formed in the magnetic field. On the basis of the 4-bit alignment, the operation of the principle, which is selected in the control system, and the principle of the quantum operation, can be realized. For the current year, we are interested in increasing the accuracy of the registration system, which is very important for the registration and registration of the elections. in this year, we will increase the accuracy of the registration system. The material is GaAs/AlGaAs, the joint is secondary, the processing is finished, the surface is worn, the cloth is closed, the fabric is crooked. The quantum system is used to determine the performance of the NMR system. Please tell me that the cloth is not in the first place, the material is not in the first place, and the position is separated. In this case, you can use the monitoring time T2 to determine the performance of the bank and the failure time to make sure that the Rabi is in good order to make sure that it is true. The results show that a half-body nuclear system is designed to make an up-and-down response, and a nuclear quantum operation means that it is important to make an impact on the environment. On the one hand, nuclear electronics-electronic devices interaction ultra-micro interaction weak devices, nuclear engineering quantum devices make sure that they are used for long-term monitoring of new materials, micro-processing technology, quantum engineering, and technology, make sure that the equipment is available. It is possible to use the basic quantum circuit to show that it is successful.

项目成果

Knight shift studies of dispersive lineshapes of resistively-detected NMR near ν=1

ν=1 附近电阻检测 NMR 色散线形的奈特位移研究

• 发表时间: 2007
• 作者: S.Masubuchi;M.Ono;K.Yoshida;K.Hirakawa;T.Machida;増渕覚;小野雅司;S. Masubuchi;S. Masubuchi;山下達也;小野雅司;M. Ono;増渕 覚;小野 雅司;S.Masubuchi
• 通讯作者: S.Masubuchi

Spin-dependent nonlocal resistance in a Si/SiGe quantum Hall conductor

Si/SiGe 量子霍尔导体中自旋相关的非局域电阻

• 发表时间: 2007
• 期刊: Phys.Rev.B 75
• 作者: Kazuhiko Mishima;Yukinari Kato(double first);K.Sugihara;K.Hamaya
• 通讯作者: K.Hamaya

単層グラフェンにおける異常量子ホール効果の観測

单层石墨烯中反常量子霍尔效应的观察

• 发表时间: 2008
• 作者: S.Masubuchi;M.Ono;K.Yoshida;K.Hirakawa;T.Machida;増渕覚;小野雅司;S. Masubuchi;S. Masubuchi;山下達也;小野雅司;M. Ono;増渕 覚
• 通讯作者: 増渕 覚

Electrical coherent control of nuclear spins in a breakdown regime, of quantum Hall effect

量子霍尔效应击穿状态下核自旋的电相干控制

• 发表时间: 2007
• 期刊: Appl. Phys. Lett. 91
• 作者: H. Takahashi;M. Kawamura;S. Masubuchi;K. Hamaya;T. Machida;Y. Hashimoto;S. Katsumoto
• 通讯作者: S. Katsumoto

Spin transport through a single self-assembled InAs quantum dot with ferromagnetic Ieads

通过带有铁磁引线的单个自组装 InAs 量子点的自旋传输

• 发表时间: 2007
• 期刊: Applied Physics Letters 90
• 作者: M.Kawamura;T.Yamashita;H.Takahashi;S.Masubuchi;Y.Hashimoto;S.Katsumoto;T.Machida;S. Masubuchi;S. Masubuchi;H.Takahashi;K.Hamaya
• 通讯作者: K.Hamaya