Wavelength conversion of single photons from SiC color centers towards realization of a quantum network

• Project/Area Number: 25K01263
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 21050:Electric and electronic materials-related
• Research Institution: The University of Osaka
• Principal Investigator: 小林 拓真 大阪大学, 大学院工学研究科, 准教授 (20827711)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 生田 力三 大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 准教授 (90626475)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥18,850,000 (Direct Cost: ¥14,500,000、Indirect Cost: ¥4,350,000); Fiscal Year 2027: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000); Fiscal Year 2026: ¥6,630,000 (Direct Cost: ¥5,100,000、Indirect Cost: ¥1,530,000); Fiscal Year 2025: ¥6,630,000 (Direct Cost: ¥5,100,000、Indirect Cost: ¥1,530,000)
• Keywords: SiC / 色中心 / スピン量子光源 / 単一光子 / 波長変換

Outline of Research at the Start

炭化ケイ素は結晶成長、n・p型制御、各種プロセス技術が成熟しており、スピン量子光源の母体材料として有望である。しかし、個別の量子系を光ファイバーで接続した量子ネットワークの実現には通信波長帯の光子が必要であり、SiCの量子光源の多くはこの発光波長の制約を満足しない。したがって本研究では、SiC中の新規スピン量子光源の理論予測・実験実証と非線形光学効果に基づく発生光子の通信波長帯への変換に取り組む。これにより、量子系を光ファイバー越しに高効率かつ自在に結合するための学術基盤を確立する。