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物理:二重量子ドットにおける核を介した三重項‐一重項スピン緩和

Nature 435, 7044 doi: 10.1038/nature03815

閉じ込められた電子のスピンは、元々はある方向に向いているが、時間が経つとその方向の記憶を失う。このスピン記憶の緩和を起こす物理機構には、通常は電子スピンとその軌道運動との結合、あるいは核スピンとの結合のいずれかが関係する。閉じ込められた電子スピンの緩和は、これまでスピン‐軌道効果による緩和が支配的なゼーマン分裂や交換分裂したスピン状態に対してのみ測定されてきた。一方、核に起因するスピンフリップは分光研究で観測されてきた。我々は、静電ゲートの下で形成された孤立したGaAs二重量子ドットを使い、直接的な時間領域での測定を行って、任意のスピン状態の分裂に対してスピン緩和を詳細に調べた。その結果、電子スピンフリップは核との相互作用に支配され、数ミリテスラの磁場をかけると、数桁も遅くなることを示した。これら結果は、スピンを利用した情報処理に重要な示唆をもたらすものである。

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