シリコン量子ビット

p型 二重量子ドット

近年、量子コンピュータ実現に向けて、半導体の量子ドット内に閉じ込めたスピンの向きの重ねあわせを利用した量子ビットが注目されている。私たちの研究室が半導体材料として用いているSiは核スピンが少ないため、その中のスピン状態は、量子情報処理に必要とされる「コヒーレンス時間」を長く保持することができる。Si量子ドット内の正孔は p-like な波動関数を持つため、スピン軌道相互作用を用いたスピン操作を実現できる。しかしながらスピン軌道相互作用はスピン情報を乱してしまう要因でもあるため、スピン軌道相互作用を用いた量子ビットの実現には、スピン軌道相互作用の大きさを適切な範囲に制御することが肝要である。私たちの研究室では、pチャネル二重量子ドット(DQD)を作製し、正孔輸送特性の評価、スピン状態の観測(パウリスピンブロッケード)、またその領域でのスピン軌道相互作用の電気的な制御に成功している。

Device structure and SEM picture of the device
図1. DQD構造およびSEM像