Untitled - ç‰©è³ªãƒ»ææ–™ç ”ç©¶æ©Ÿæ§‹

図 2 は、 1及 び 2における 信 号 強 度 の 温 度 依存 性 を 示 したものです。この 2 点 における 信 号 強 度 は10K においてほぼ 同 程 度 ですが、 2では、10K と 20Kの 間 で 信 号 強 度 がかなり 急 激 に 減 少 するのに 対 し、 1ではむしろゆっくり 減 少 し、50K でも 信 号 増 強 が観 測 されています。光 ポンピングによる 核 スピン 偏 極 は、 光 励 起 電 子 の実 効 的 なスピン 偏 極 度 ( S )に 大 きく 影 響 されます[6]。S0S 1 s(1)S は 光 励 起 直 後 の 電 子 スピン 偏 極 、 及 びここで、 0 は、それぞれ 励 起 状 態 の 電 子 の 寿 命 とスピン 緩 和 時s間 です。これらのパラメータの 中 で、 最 も 強 く 温 度 依存 性 を 示 すのはスピン 緩 和 時 間 で、4.2K~300K の温 度 域 で 数 桁 の 変 化 を 示 します。その 主 たる 要 因 はD'yakonov-Perel 機 構 です[7]。これは、 運 動 量 k 0 をもつ 電 子 のスピンスプリッティングに 起 因 する 電 子 スピン 緩 和 効 果 で、 閃 亜 鉛 鉱 型 の 結 晶 構 造 における 反 転対 称 性 の 欠 如 により 生 じます。この 緩 和 機 構 の 抑 制 には 電 子 の 運 動 抑 制 が 効 果 的 ですが、1に 相 当 する 浅 い不 純 物 準 位 ではこの 抑 制 が 比 較 的 有 効 であると 考 えられます。図 2 Temperature dependences of the 31 P signalintensity at 1=1.407 eV (circles) and = 21.382 eV(squares). Lines are guides for eyes.s4. まとめ鉄 ドープの 半 絶 縁 性 InP 試 料 において、 光 ポンピング 法 による 核 スピン 偏 極 の 温 度 依 存 性 を 調 査 しました。その 結 果 、バンドギャップ 直 下 の 1.407eV のエネルギーをもつ 励 起 光 を 照 射 した 場 合 において、 31 P 信 号 の増 強 が 50K 程 度 まで 残 留 することがわかりました。本 研 究 を 行 うに 当 たりご 助 言 を 頂 いた、 品 川 秀 行 、藤 戸 輝 昭 、 木 戸 義 勇 の 各 氏 に 感 謝 いたします。また、NIMS 強 磁 場 共 用 ステーションの 技 術 支 援 に 感 謝 いたします。 著 者 の 一 人 ( 清 水 )は NIMS ナノテクノロジー 拠 点 プロジェクト( 先 端 研 究 施 設 共 用 イノベーション 創 出 事 業 ( 文 部 科 学 省 ))の 援 助 に 感 謝 いたします。端 は 科 学 研 究 費 補 助 金 ( 日 本 学 術 振 興 会 )の 援 助 に 感謝 いたします。 瀧 澤 は 戦 略 的 創 造 研 究 推 進 事 業 (JST)の 援 助 に 感 謝 いたします。なお、 本 研 究 は 初 期 段 階 において、 産 業 技 術 研 究 助 成 事 業 (NEDO)の 支 援 を 賜りました。参 考 文 献[1] Optical Orientation, Modern Problems in CondensedMatter Science vol. 8, eds. F. Meier and B. P. Zakharchenya(Amsterdam: North Holland, 1984).[2] A. K. Paravastu, S. E. Hayes, B. E. Schwickert, L. N.Dinh, M. Balooch and J. A. Reimer, Phys. Rev. B 69 (2004)075203.[3] R. Tycko, Solid State Nucl. Magn. Reson. 11 (1998) 1.[4] A. Goto, K. Hashi, T. Shimizu, R. Miyabe, X. Wen, S.Ohki, S. Machida, T. Iijima and G. Kido, Phys. Rev. B 69(2004) 075215.[5] A. Goto, S. Ohki, K. Hashi and T. Shimizu, Rev. Sci.Instrum. 77 (2006) 093904.[6] M. I. D’yakonov and V. I. Perel’, Optical Orientation,Modern Problems in Condensed Matter Science Vol. 8, edsF. Meier and B. P. Zakharchenya (Amsterdam: NorthHolland, 1984) Chapter 2.[7] M. I. D’yakonov and V. I. Perel’, Zh. Eksp. Teor. Fiz. 60(1971) 1954 [Sov. Phys. JETP 33, 1053].- 90 -