スピントロニクスデバイス・デザインに関する研究連絡調整

自旋电子学器件设计方面的研究联络和协调

基本信息

批准号：
14076105
负责人：
白井正文
金额：
$ 9.98万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2005
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14076105/
关键词：
スピントロニクス第一原理計算希薄磁性半導体スピン注入量子ポイントコンタクト量子ドット量子情報量子メディア変換ハーフメタルスピントランジスタ半導体人工分子位相緩和デバイスデザイン高スピン偏極強磁性体ヘテロ接合界面エンタングルメント透明強磁性半導体

项目摘要

光スピントロニクス材料として期待されるワイドバンドギャップ磁性半導体において、磁性不純物の空間分布や格子欠陥が強磁性転移温度に及ぼす影響を第一原理計算に基づいて検証した。磁性不純物間には引力的な相互作用がはたらくため、希薄磁性半導体においては互いに磁気的に結合していない高不純物濃度クラスタが形成され、強磁性転移温度は低くなる。また、窒化ガリウムにドープされた磁性スピン間の強磁性相互作用は窒素空孔が存在すると弱められるので、高い強磁性転移温度を得るためには、窒素空孔の生成を抑制する必要がある。(白井)光子-電子スピン量子メディア変換を量子力学的モデルで記述し、一光子の偏光状態から電子のスピン状態へ量子情報が転写される過程のダイナミクスを解析した。詳細な解析の結果、高い転写確率を得るためには、光子-量子ドット結合強度と量子ドットからのホールのトンネルレートの両方を入射光子のスペクトル幅よりも大きくとり、かつ、マッチング条件を満たす必要があることを明らかにした。(今村)半導体微細加工で作製される微小なくびれ構造や量子ポイントコンタクトを利用した新しいスピン注入のアイディアを提案した。スピン軌道相互作用が存在する場合の量子ポイントコンタクトの輸送特性を数値計算によって調べ、電気伝導度の量子化が見られること、透過した電子は電流に垂直な方向にスピン分極すること、InGaAsヘテロ構造において50%以上のスピン分極が得られることを示した。他に、量子ドットにおける電子格子相互作用による位相緩和の解明、2重量子ドット系でのスピン結合の評価および量子演算のシミュレーションを行った。(江藤)

在宽带间隙半导体中，预期是一种光旋转材料，磁杂质的影响以及晶格缺陷的影响对铁磁过渡温度的影响得到了第一个原理的验证。由于引力相互作用在磁杂质之间起作用，因此在薄磁性半导体中不相互结合的高冲击力浓度簇被形成，铁电磁传递温度较低。此外，由于当氮气空洞削弱时，掺杂到氮气中的磁性旋转之间的铁磁相互作用会减弱，因此有必要抑制氮孔的产生，以获得高磁性转移温度。（Shirai）Mitsuko-在量子动力模型中描述了电子自旋量子介质的转换，以及将量子信息从Ichiko的极化状态转移到电子自旋的过程中的动力学。由于详细的分析，要获得高传递概率，需要富含Mitsuko-Quantum dot结合强度和孔隧道速率，并且需要满足匹配条件。（imamura）我们使用半导体显微镜处理产生的小型结构和量子点接触提出了一种新的自旋注射想法。当旋转轨道相互作用通过数值计算，定量电导率，透明的电子在垂直于电流垂直于电流的方向上偏振和INGAAS HETRO结构时，量子点接触的传输特性会产生。旋转是获得的。此外，由于量子点中电子晶格相互作用而引起的相位缓解，对双量子点系统中的旋转键的评估以及模拟量子操作。（ETO）