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半導体量子ドットにおける双極子-双極子相互作用のコヒーレント効果

Research Project

Project/Area Number 18740173
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Condensed matter physics I
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

三森 康義  Tohoku University, 電気通信研究所, 助教 (70375153)

Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥3,500,000 (Direct Cost: ¥3,500,000)
Fiscal Year 2007: ¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
Fiscal Year 2006: ¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Keywords光物性 / 量子ドット / 量子エレクトロニクス / 物性実験 / 最子ドット / 量子工レクトロニクス
Research Abstract

半導体量子ドット間の相関を実現するために、量子ドット間における励起子-励起子(双極子-双極子)相互作用(ローカルフィールド効果)について着目し、以下の2点について研究を進め成果を得た。
(1)ドット密度の異なる3つのInAs量子ドット中の励起子状態において巨視的な測定法である四光波混合法により位相緩和時間を評価し、3つのサンプルにおいてラビ振動の観測に成功した。3つのサンプルの位相緩和時間は4.2K下で2.6nsと長いものであり、位相緩和時間のドット密度依存性は認められず、ローカルフィールド効果は位相緩和過程に影響しないという知見を得た。また、観測されたラビ振動の形状は、密度依存性があることが示された。低密度サンプルにおいてはラビ振動の形状は通常のサイン曲線に近いが、高密度になるにつれ、振動の周期が短くなり振幅も入射強度と共に増大する結果を得た。これらの傾向はローカルフィールド効果により定性的に説明できることを示した。
(2)微視的な側面からローカルフィールド効果を明らかにするための顕微ヘテロダインポンプアンドプローブ分光法の開発に成功した。サンプルにGaAs量子ドットを用い、単一ドット中の単一励起子のエネルギー緩和時間の評価とラビ振動の測定に成功し、微小領域における数個のドットの電子状態を制御する有力な手法であることを示した。また単一量子ドットの量子状態を時間領域から制御することにより半導体量子ドットが量子力学的なデバイスとして機能することを示した。

Report

(2 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2008 2007 2006

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (6 results)

  • [Journal Article] Coherent transfer of light polarization of electron spins in a semiconductor2008

    • Author(s)
      H. Kosaka
    • Journal Title

      Physical Review Letters 100

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Generation of polarization entanglement from spatially correlated photons in spontaneous parametric down-conversion2008

    • Author(s)
      R. Shimizu
    • Journal Title

      Physical Review A 77

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Lossless all-optical phase gate using a polarization-division Sagnac interferometer applicable to a waveguide-type Kerr medium.2007

    • Author(s)
      N. Matsuda
    • Journal Title

      Applied Physics letter 91

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Polarization transfer from photon to electron spin ing factor engineered quantum wells2007

    • Author(s)
      H.Kosaka
    • Journal Title

      Applied Physics Letter 90

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Decoherence suppression of excitons in GaSe using three successive femtosecond optical pulses2006

    • Author(s)
      T.Kishimoto
    • Journal Title

      Physical Review B 74

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Presentation] 半導体微小共振器における光誘起カー効果2008

    • Author(s)
      三森康義
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      近畿大学
    • Year and Date
      2008-03-26
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] ヘテロダイン顕微分光法による単一量子ドットのラビ振動の観測2008

    • Author(s)
      宮原優喜
    • Organizer
      日本物学会
    • Place of Presentation
      近畿大学
    • Year and Date
      2008-03-26
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 半導体微小共振器における光誘起カー回転2007

    • Author(s)
      加藤範泰
    • Organizer
      光物性研究会
    • Place of Presentation
      大阪市立大学
    • Year and Date
      2007-12-15
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 時間分解ヘテロダイン顕微分光法による単一量子ドットのラビ振動の観測2007

    • Author(s)
      宮原優喜
    • Organizer
      光物性研究会
    • Place of Presentation
      大阪市立大学
    • Year and Date
      2007-12-14
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] InAs系自己形成量子ドットの励起子四光波混合のドット密度依存性2007

    • Author(s)
      三森康義
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      北海道大学
    • Year and Date
      2007-09-23
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 半導体微小共振器におけるポンプ&プローブ分光III2007

    • Author(s)
      加藤範泰
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      北海道大学
    • Year and Date
      2007-09-23
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2006-04-01   Modified: 2020-05-15  

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