量子ドット/超伝導接合におけるアンドレーエフ束縛状態の観測と電子相関現象の研究

安德烈夫束缚态的观察和量子点/超导结中电子关联现象的研究

基本信息

批准号：
10J09090
负责人：
金井康
金额：
$ 1.34万
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：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2012
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J09090/
关键词：
InSbナノ細線ジョセフソン接合スピン軌道相互作用自己形成InAsドット InSbナノワイヤー超伝導マヨラナ粒子自己形成量子ドット量子ドットジョセブソン接合近藤効果 g因子超伝導量子干渉計電子輸送現象スピン一重項-三重項縮退

项目摘要

当初の研究計画の内容である自己形成InAs超伝導接合の研究は前年度までにその大部分が達成していたこともあり、本年度はInSbナノ細線の電気伝導に取り組んだ。InSbは従来のGaAsやInAsに比べてスピン軌道相互作用とランデのg因子が十倍程度とIII-V属半導体の中で最も大きく、とても興味深い材料である。特に近年、InSbナノ細線の作製が可能となり、InSbナノ細線超伝導接合においてマヨラナ粒子の検出が報告されており、世界的に注目されている。我々のグループでは昨年度からInSbナノ細線の研究に取り組んでいるが、私はInSbナノ細線の持つ大きなg因子とスピン軌道相互作用に注目し、主に電子スピンの高速制御とクーパ対分離、超伝導電流に対するスピン軌道相互作用の影響という三つの研究に取り組んだ。まず電子スピンの高速制御関しては、微小磁石がつくる磁場の計算を行い、電子スピン状態の高速制御が十分実現可能な微小磁石の設計を考案した。また、試料を作製、測定を行った結果、下部電極によってInSb内のポテンシャルを制御することにより、二重量子ドット特有の電気伝導特性を示し、試料が二重量子ドットとして動作することを確認した。クーパ対分離に関しては、クーパ対を分離させるためのInSbナノ細線に超伝導体と二つの常伝導体が接合されたInSb量子ドットY接合を作製した。さらに実際に測定を行い、その結果からそれぞれの接合において量子ドット特有の現象であるクーロン振動やクーロンダイアモンドが観測され、試料が量子ドットY接合として動作させることに成功した。超伝導電流に対するスピン軌道相互作用の影響に関しては、InSbナノ細線ジョセフソン接合を作製し、測定を行った。その結果超伝導電流を表すゼロバイアスピークを観測し、その磁場角度依存性を測定したところ、スピン軌道相互作用の影響と思われる磁場角度依存性を観測した。

上一年的大部分时间都实现了关于原始研究计划的内容的自我形成INAS超导连接的研究，因此今年我们致力于对INSB纳米线进行电气传导。 INSB是一种非常有趣的材料，具有旋转轨道相互作用，Landde的G因子大约是常规GAAS和INA的十倍。特别是，近年来，已经有可能制作INSB纳米线，并且在INSB纳米线超导接口中据报道了Majorana颗粒的检测，这引起了全世界的关注。自去年以来，我们的小组一直在研究INSB纳米线，我专注于INSB纳米线的大型G因子和自旋轨道相互作用，主要从事三项研究：对电子旋转和COUPER配对分离的高速控制，以及对超管型水流的自旋相互作用的影响。首先，关于对电子自旋的高速控制，我们计算了由微磁体产生的磁场，并设计了一个微型磁体的设计，该设计可以完全实现对电子自旋状态的高速控制。此外，由于制造和测量，证实了INSB内部的电势由较低的电极控制，并且显示了双量子点的电导率特征，并且该样品充当双量子点。关于库珀对分离，制造了一个INSB量子点y连接，其中将超导体和两个正常导体连接起来，以打开纳米芬线以分开库珀对。此外，进行了实际的测量，结果表明，在每个结处观察到库仑振动和库仑钻石，它们是量子点所特有的现象，并且样品被成功地作为量子点y连接。关于自旋轨道相互作用对超导电流的影响，制造并测量了INSB纳米线约瑟夫森连接。结果，观察到代表超导电流的零偏置峰，并测量了磁场角的依赖性，并且观察到磁场角依赖性观察到旋转轨道相互作用的影响。

项目成果

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会议论文数量（0）

专利数量（0）

自己形成InAs量子ドットジョセフソン接合における近藤効果と超伝導電流の電気的制御

自形成InAs量子点约瑟夫森结超导电流的近藤效应与电控制

DOI：
发表时间：
2011
期刊：
影响因子：
0
作者：
Shiro Sakai;Giorgio Sangiovanni;Marcello Civelli;Yukitoshi Motome;Karsten Held;Masatoshi Imada;Y.Kanai;金井康
通讯作者：
金井康

Electrical control of Kondo effect and superconducting transport in a side-gated InAs quantum dot Josephson junction

DOI：
10.1103/physrevb.82.054512
发表时间：
2010-08-11
期刊：
PHYSICAL REVIEW B
影响因子：
3.7
作者：
Kanai, Y.;Deacon, R. S.;Tarucha, S.
通讯作者：
Tarucha, S.

Electrical control of g-tensor in self-assembled InAs quantum dots

自组装InAs量子点中g张量的电控制

DOI：
发表时间：
2011
期刊：
影响因子：
0
作者：
R.S.Deacon;Y.Kanai;et al;Y.Kanai;Y.Kanai;金井康;金井康;金井康;Y.Kanai;Y.Kanai
通讯作者：
Y.Kanai

Superconducting transport at spin singlet-triplet degeneracy in a self-assembled InAs quantum dot Josephson junction

自组装 InAs 量子点约瑟夫森结中自旋单重态-三重态简并的超导输运

DOI：
发表时间：
2011
期刊：
影响因子：
0
作者：
Shiro Sakai;Giorgio Sangiovanni;Marcello Civelli;Yukitoshi Motome;Karsten Held;Masatoshi Imada;Y.Kanai
通讯作者：
Y.Kanai

Control of supercurrent in a self-assembled InAs quantum dot Josephson junction by electrical tuning of level overlaps

通过电调谐能级重叠控制自组装 InAs 量子点约瑟夫森结中的超电流

DOI：
10.1063/1.4719072
发表时间：
2012
期刊：
Applied Physics Letters
影响因子：
4
作者：
Y. Kanai;R. S. Deacon;A. Oiwa;K. Yoshida;K. Shibata;K. Hirakawa;and S. Tarucha
通讯作者：
and S. Tarucha