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Development of photon correlation method using temporal filter and its application to absolute measurements of single-dot optical properties

Research Project

Project/Area Number 18K04902
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 28030:Nanomaterials-related
Research InstitutionNational Institute of Information and Communications Technology

Principal Investigator

Ihara Toshiyuki  国立研究開発法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所フロンティア創造総合研究室, 研究員 (10619860)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2019: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Keywords強度相関 / 単一光子 / 純度 / タイムゲート / 時間フィルタ / 顕微光量子計測 / コロイド量子ドット / 吸収断面積 / 半導体ナノ粒子 / 顕微発光分光 / 単一光子純度 / エキシトン発光 / バイエキシトン発光 / 強度相関計測 / 単一光子光源 / カスケード発光 / 発光量子効率 / 光吸収断面積 / 量子ドット / ナノ粒子 / 強度相関測定 / 絶対計測
Outline of Final Research Achievements

The intensity correlation measurement is used to characterize the quantum properties of photons generated from light emitters such as nano-sized luminescent material. However, this method does not allow us to improve the performance of the quantum light emitter, since the origin of the limitation cannot be determined from the data obtained by the standard measurement. In this work, we developed a new experimental technique based on the use of temporal filter that allows us to characterize the performance of the quantum light emitter in detail.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本提案で開発した計測手法を基盤として、優れた特性をもつ単一光子を発生させる技術を開発することにより、多光子状態の高効率生成などに代表される、量子テクノロジー分野の極めて重要な技術課題の解決に向けた突破口が開ける可能性がある。また、計測技術を発展させることにより、ナノ発光材料の特性診断を革新し、材料開発を飛躍的に効率化することもできる。材料開発が進み、優れた特性をもつ材料を量産できるようになれば、ディスプレイ、LED、レーザー、太陽電池、セキュリティタグ、生体イメージング、人工光合成など、既存の用途での利用を目的とした社会実装を加速させることにも貢献できる。

Report

(4 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2021 2020 2019 2018

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Photoluminescence of CVD-grown MoS<sub>2</sub> modified by pH under aqueous solutions toward potential biological sensing2020

    • Author(s)
      Seki Takakazu、Ihara Toshiyuki、Kanemitsu Yoshihiko、Hayamizu Yuhei
    • Journal Title

      2D Materials

      Volume: 7 Issue: 3 Pages: 034001-034001

    • DOI

      10.1088/2053-1583/ab712d

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Superior properties in room-temperature colloidal-dot quantum emitters revealed by ultralow-dark-count detections of temporally-purified single photons2019

    • Author(s)
      Ihara Toshiyuki、Miki Shigehito、Yamada Toshiki、Kaji Takahiro、Otomo Akira、Hosako Iwao、Terai Hirotaka
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 9 Issue: 1 Pages: 15941-15941

    • DOI

      10.1038/s41598-019-52377-1

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Impact of a time gate to the purity of single photons emitted from colloidal quantum dots2019

    • Author(s)
      Ihara Toshiyuki、Miki Shigehito、Yamada Toshiki、Terai Hirotaka
    • Journal Title

      Proceedings of SPIE

      Volume: 10929 Pages: 1-6

    • DOI

      10.1117/12.2507334

    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] Photon correlation g(2) studies on luminescence of single colloidal quantum dots2021

    • Author(s)
      T. Ihara
    • Organizer
      CEMS Topical Meeting
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] TEMグリッドに塗布したコロイド量子ドットの単一光子特性評価2021

    • Author(s)
      井原 章之, 榎本 航之, 夫 勇進, 富成 征弘, 三木 茂人, 寺井 弘高
    • Organizer
      応用物理学会 春季学術講演会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 単一CdSe/ZnS CQDのエキシトン発光による高純度単一光子発生2020

    • Author(s)
      井原 章之, 三木 茂人, 山田 俊樹, 寺井 弘高
    • Organizer
      日本物理学会 秋季大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 単一CQD発光の顕微光量子計測とシステム効率の特性診断2020

    • Author(s)
      井原 章之, 三木 茂人, 知名 史博, 山田 俊樹, 寺井 弘高
    • Organizer
      日本物理学会 秋季大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] High-quality quantum emission from colloidal quantum dots revealed byultralow-dark-count detections of temporally-filtered single photons2020

    • Author(s)
      T. Ihara, S. Miki, T. Yamada, and H. Terai
    • Organizer
      11th International Conference on Quantum Dots
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 単一ドット室温発光における超高純度単一光子特性の観測2020

    • Author(s)
      井原 章之, 三木 茂人, 山田 俊樹, 寺井 弘高
    • Organizer
      応用物理学会秋春季学術講演会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 単一ドット室温発光の空間イメージと低ダーク強度相関の同時計測2019

    • Author(s)
      井原 章之, 三木 茂人, 山田 俊樹, 寺井 弘高
    • Organizer
      ”, 応用物理学会秋季学術講演会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] コロイドドット室温単一光子光源の低雑音タイムゲート強度相関計測2018

    • Author(s)
      井原 章之, 三木 茂人, 山田 俊樹, 寺井 弘高
    • Organizer
      応用物理学会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] リアルタイム画像解析を利用した単一コロイドドット発光の選択的自動計測2018

    • Author(s)
      井原 章之, 松田 厚志
    • Organizer
      応用物理学会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] Impact of time gate to purity of single photons emitted from colloidal quantum dots2018

    • Author(s)
      T. Ihara, S. Miki, T. Yamada, and H. Terai
    • Organizer
      SPIE photonics west
    • Related Report
      2018 Research-status Report

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Published: 2018-04-23   Modified: 2022-01-27  

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