不純物束縛励起子を用いたもつれ光子対生成の実現

• Project/Area Number: 21860058
• Research Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Electronic materials/Electric materials
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 原田 幸弘 Kobe University, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (10554355)
• Project Period (FY): 2009 – 2010
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2010)
• Budget Amount: ¥2,678,000 (Direct Cost: ¥2,060,000、Indirect Cost: ¥618,000); Fiscal Year 2010: ¥1,274,000 (Direct Cost: ¥980,000、Indirect Cost: ¥294,000); Fiscal Year 2009: ¥1,404,000 (Direct Cost: ¥1,080,000、Indirect Cost: ¥324,000)
• Keywords: 電子・電気材料 / 半導体物性 / 光物性

Research Abstract

高周波プラズマソースを用いた分子線エピタキシー法によって作製した、窒素をデルタドーブしたGaAsにおいて、窒素ペアに束縛された励起子の微細構造分裂の歪みと磁場による制御性を発光分光測定によって検討した。窒素の面密度を変化させた試料からの発光スペクトルと、電子-正孔間交換相互作用と歪みによる局所場効果、励起子ポピュレーションを考慮した計算結果を比較することによって、歪みによって励起子微細構造の分裂エネルギーと振動子強度が制御できることを明らかにした。さらに、Faraday配置とVoigt配置で測定した磁気発光スペクトルと、Zeeman相互作用を考慮した計算結果を比較することによって、C_<2v>対称性を保った場合における励起子微細構造の磁場依存性を明らかにした。Voigt配置における同一の直線偏光成分をもつ励起子微細構造の反交差的な振る舞いによって、直交する直線偏光成分をもつ励起子微細構造のエネルギー準位を縮退させることが可能であることが明らかになった。この結果は、不純物束縛励起子における、励起子分子-励起子のカスケード発光を用いたもつれ光子対生成の実現可能性を示唆するものである。また、励起子分子-励起子のカスケード発光を用いるためには同一の窒素ペアに束縛された励起子分子発光と励起子発光を観測する必要がある。そこで、各発光線の励起光強度依存性と励起子微細構造の分裂パターンを比較することによって、同一の窒素ペアに束縛された励起子分子と励起子による発光線が観測できていることを明らかにした。

Research Products

• [Journal Article] Statistical fluctuation of magnetization in Mn-composition modulated Cd_<1-x>Mn_xTe quantum wires (2010)
  • Author(s): Yukihiro Harada
  • Journal Title: Journal of Applied Physics 107
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Anisotropic linear polarization luminescence in CdTe/CdMnTe quantum wires (2009)
  • Author(s): Yukihiro Harada
  • Journal Title: Journal of Luminescence 129 Pages: 1448-1453
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 窒素をデルタドープしたGaAsにおける電子状態の磁場依存性 (2010)
  • Author(s): 原田幸弘
  • Organizer: 第57回応用物理学関係連合講演会
  • Place of Presentation: 東海大学(東京都)
• [Presentation] 窒素をデルタドープしたGaAsにおける発光スペクトルの反磁性シフト (2010)
  • Author(s): 原田幸弘
  • Organizer: 日本物理学会第65回年次大会
  • Place of Presentation: 岡山大学(岡山県)
• [Presentation] Magnetic-field control of the exciton fine polarization splitting of nitrogen pair centers in GaAs (2009)
  • Author(s): 原田幸弘
  • Organizer: 28th Electronic Materials Symposium
  • Place of Presentation: Laforet Biwako,(滋賀県)
• [Presentation] Magnetic-field control of exciton fine structure splitting in nitrogen δ-doped GaAs (2009)
  • Author(s): 原田幸弘
  • Organizer: The 18th International Conference on Electronic Properties of Two-Dimensional Systems and the 14th International Conference on Modulated Semiconductor Structures
  • Place of Presentation: Kobe International Conference Center, Kobe(兵庫県)
• [Presentation] 窒素をデルタドープしたGaAsにおける束縛励起子分子発光 (2009)
  • Author(s): 原田幸弘
  • Organizer: 第70回応用物理学会学術講演会
  • Place of Presentation: 富山大学(富山県)
• [Presentation] GaAs中の窒素等電子束縛励起子微細構造におけるポピュレーション (2009)
  • Author(s): 原田幸弘
  • Organizer: 日本物理学会2009年秋季大会
  • Place of Presentation: 熊本大学(熊本県)
• [Presentation] GaAs中の窒素等電子束縛励起子における励起子ダイナミクス (2009)
  • Author(s): 原田幸弘
  • Organizer: 第20回光物性研究会
  • Place of Presentation: 大阪市立大学(大阪府)