偏光もつれ光子対から電子スピン対への量子もつれ相関の転写技術の開発とその実証
Publicly Offered Research
Project Area | nano spin conversion science |
Project/Area Number |
17H05177
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Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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Allocation Type | Single-year Grants |
Review Section |
Science and Engineering
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Research Institution | The University of Tokyo |
Principal Investigator |
松尾 貞茂 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (90743980)
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Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2019-03-31
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Project Status |
Completed (Fiscal Year 2018)
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Budget Amount *help |
¥11,440,000 (Direct Cost: ¥8,800,000、Indirect Cost: ¥2,640,000)
Fiscal Year 2018: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
Fiscal Year 2017: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
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Keywords | 量子状態転写 / 量子もつれ相関 / 量子ドット / パラメトリック下方変換 / 非平衡フォノン / 完全計数統計 / GaAs量子ドット / もつれ光子対 / メゾスコピック物理 |
Outline of Annual Research Achievements |
本年度は光子対から電子スピン光子偏光の対への量子もつれ相関転写実証では、狭帯域化したもつれ光子対源を用いて片方の光子を量子ドットに照射してそのスピンを単発読み出しにより検出した。また、同時に光子も検出される事象が存在することも明らかとなった。しかし、同時検出の効率が非常に悪くもつれの検証はできなかった。これはファイバーの位置が経時変化していたために光電子生成率が低くなっていたであり、今後はこの問題を改善する。 また、計画にはなかったが光ではなくフォノンの照射を行った際の二重量子ドットにおけるスピン閉塞効果の変化を調べたところスピン三重項励起状態を介したスピン反転機構によりスピン反転率がフォノン照射量に対して急激に増大することが初めて分かった。これは、非平衡フォノンとスピンとの新たな結合機構の存在を示しており、量子ビットだけでなくスピントロニクス分野でも重要だと考えられる。さらに、バイアス電圧を印加することでスピン三重項状態が二重量子ドットで共鳴状態になる状況を実現し、その共鳴現象の実時間測定にも成功した。 加えて、完全計数統計を用いてスピン反転/保存を伴うトンネル現象を調べたところ、統計性にパリティ効果や非対称性など特徴的な性質があらわれることがわかった。さらに、完全計数統計と待ち時間統計との関連性の検証も行った。これらを理論モデルで解析し、上記の特性がスピン閉塞効果に特徴的な縮退度や低いスピン反転率を反映した結果であることがわかった。これらの結果はスピンを用いた非平衡統計力学の基礎法則の検証へとつながる重要なものである。
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Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(54 results)
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[Journal Article] Cooper pair splitting in two parallel InAs nanowires2018
Author(s)
Shoji Baba, Christian Junger, Sadashige Matsuo, Andreas Baumgartner, Yosuke Sato, Hiroshi Kamata, Kan Li, Soren Jeppesen, Lars Samuelson, Hongqi Xu, Christian Schonenberger, Seigo Tarucha,
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Journal Title
arXiv
Volume: 1802
Pages: 08059-08059
Related Report
Open Access
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[Presentation] Quantum state conversion from a single photon polarization to a single electron spin using spinresolved light hole excitation2018
Author(s)
K. Kuroyama , S. Matsuo, M. Larsson , K. Heya , J. Muramoto , T. Fujita , S.R. Valentin , A. Ludwig , A.D. Wieck , A. Oiwa , S. Tarucha
Organizer
34th International Conference on the Physics of Semiconductors
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[Presentation] Tomonaga-Luttinger liquid behaviour in 1D electron system fabricated from InAs Quantum well holding strong spin-orbit interaction2018
Author(s)
Yosuke Sato, Sadashige Matsuo, Chen-Hsuan Hsu, Peter Stano, Daniel Loss, Kento, Ueda, Yuusuke Takeshige, Hiroshi Kamata, Joon Sue Lee, Borzoyeh Shojaei, Javad Shabani, Christopher Palmstrom, Yasuhiro Tokura, Seigo Tarucha
Organizer
34th International Conference on the Physics of Semiconductors (ICPS2018)
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[Presentation] Evaluation of Josephson Vortex Core Size Induced in Corbino-geometry Josephson Junctions2018
Author(s)
Matsuo Sadashige , Tateno Mizuki , Sato Yosuke, Ueda Kento, Takeshige, Yusuke, Kamata Hiroshi, Lee Joon Sue, Shojaei Borzoyeh, Palmstr?m Christopher J. , Tarucha Seigo,
Organizer
20th International Conference on Superlattices, Nanostructures and Nanodevices (ICSNN)
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[Presentation] Observation of Cooper pair splitting from superconductor to parallel coupled two InAs nanowires2017
Author(s)
Sadashige Matsuo, S. Baba, C. Juenger, Y. Sato, K. Li, H.Q. Xu, C. Schonenberger, A. Oiwa, S. Tarucha
Organizer
2nd Japan-China International Workshop on Quantum Technologies, Ito International Research Center, the University of Tokyo
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[Presentation] Josephson radiation of InAs nanowire Josephson junctions2017
Author(s)
H. Kamata, R. S. Deacon, S. Matsuo, S. Baba , K. Li, H. Q. Xu, K. Ishibashi, S. Tarucha
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22nd International Conference on Electronic Properties of Two Dimensional Systems (EP2DS-22)/18th International Conference on Modulated Semiconductor Structures (MSS-18)
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[Presentation] 並列二重InAsナノ細線と超伝導体の接合におけるクーパー対分離の観測2017
Author(s)
Y. Sato, S. Baba, C. Juenger, Sadashige Matsuo, A. Baumgatner,Hiroshi Kamata , K. Li, H.Q. Xu, C. Schonenberger, A. Oiwa, S. Tarucha
Organizer
日本物理学会2017年秋季大会
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