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単一量子ドットトランジスタの物理と応用

半導体量子ドットは”人工原子”とも呼ばれ、その中では電子の軌道がs軌道、p軌道などの殻構造を作って量子化されるとともに、スピンが関与した新規な物理現象が現れます。我々は、単一の自己組織化InAs量子ドットにナノギャップを有する金属電極を形成すると、単一電子トランジスタとして動作するという著しい特性を発見しました(M. Jung, K. Hirakawa, et al., Appl. Phys. Lett., 86, 033106 (2005))。この特徴を利用して、量子ドットと金属の接合系が織りなす新しい物理の研究を行っています。特に、テラヘルツ電磁波を用いた電子状態の解明と伝導の制御、スピンが関与したコヒーレントな伝導(近藤効果)、強磁性体電極と組み合わせた単一スピントランジスタ、さらに超伝導電極と組み合わせたジョセフソントランジスタの研究を行っています。最近では、量子ドットの位置や形状の制御と、そのデバイス応用に関する研究も行っています。
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