Letter 物性：シリコン電界効果トランジスターにおける単一電子のスピン共鳴の電気的検出 2004年7月22日 Nature 430, 6998 doi: 10.1038/nature02727 電子スピン共鳴を用いて単一電子のスピンを操作し、モニターすることは長年の目標である。このような制御はナノスコピックなスピン電子工学、個々の電子スピンキュービットを用いる量子情報処理、単一分子の磁気共鳴画像化にとって非常に貴重である。磁気共鳴を用いた固体中の単一電子スピンの検出は数例報告されている。ダイヤモンド中の窒素空孔欠陥中心のスピン共鳴は光学的に検出され、表面における局在電子スピンのスピン歳差運動は走査トンネル顕微鏡を用いて検出されている。半導体中のスピンはデコヒーレンス時間が非常に長いため、特に魅力的な研究対象である。今回我々は、標準的なシリコントランジスターのゲート酸化物中の欠陥により生成した単一電子常磁性スピン中心の磁気共鳴スピンフリップの電気的センシングを実証した。スピン配向は電荷へ変換でき、その電荷をソース／ドレインチャネル電流の変化として測定した。我々の装置は、スピンデコヒーレンスの物理学の直接的研究を容易にするもので、市販されている普通のシリコン集積回路のテストトランジスターから構成されているという実用的な長所がある。磁気共鳴研究の豊富な論文から、Si/SiO2界面付近には構造的な常磁性欠陥が時々存在することがよく知られている。小さいトランジスターでは、チャネルのトンネリング距離内にあって荷電エネルギーがフェルミレベルに近い、たった1個の孤立したトラップ状態が存在すると考えられる。 Full Text PDF 目次へ戻る
