1999 Fiscal Year Annual Research Report

近接場光学顕微鏡を用いた空間・時間分解分光法による量子ドット中の多体効果の研究

Research Project

Project/Area Number	11740180
Research Institution	Kanagawa Academy of Science and Technology
Principal Investigator	松田一成財団法人神奈川科学技術アカデミー, 光極微機能プロジェクト, 研究員 (40311435)
Keywords	近接場光学顕微鏡 / 半導体量子ドット / 時間分解分光 / 多体効果
Research Abstract	本研究の目的は、近接場光学顕微鏡と極短パルスレーザを組みあわせて新たに極短時間・微少空間分解分光法の手法を開発し、それを用いて半導体ナノ構造中でのキャリア間の相互作用による多体効果について知見を得ることである。 1.本年度は、極短時間・微少空間分光システム構築を行った。近接場光学顕微鏡では、光ファイバープローブを通して光励起を行うため、極短パルスレーザと組み合わせた場合、光ファイバーが郡速度分散媒質として働きそのままではパルス幅が広がり時間分解能が低下する。そのためまず、近接場光学顕微鏡用の光ファイバープローブ中での郡速度分散量がどの程度かを評価した。その評価を基に、近接場光学顕微鏡用に新たに回折格子対からなる郡速度分散補償系を設計、作製した。それにより、ファイバー中でのパルス幅の広がりを押さえ、およそ100fsの時間分解能を維持しつつ、100nmの微少空間領域での測定が可能となるシステムが構築できた。 2.次に、多体効果が最も顕著に表れると期待される量子ドットにおいて測定を行った。まず、量子ドットの基礎物性を理解するためにキャリア再結合過程や位相緩和過程について重点的に調べた。特に時間・空間分解発光分光測定により、数100psの時間スケールのキャリア緩和過程に、わずか数個の電子-正孔対が量子ドット中に存在するだけでキャリアの多体効果(パウリの排他律)に起因する状態占有効果が顕著に表われることがわかった。来年度以降、本年度構築した100fsの時間分解能と100nmの空間分解能を有するシステムを用いて、よりキャリア間の多体効果が顕著に表れる事が期待される、1ps以内の時間領域でのキャリア緩和や位相緩和過について調べる予定である。

Research Products
(8 results)

All Other

All Publications (8 results)

[Publications] K. Matsuda et al.: "Room temperature photoluminescence spectroscopy of a single In_<0.5>Ga_<0.5>As quantum dots by using highly sensitive near-field scanning optical microscope"Applied Physics Letter. 78. 75-78 (2000)
[Publications] K. Matsuda et al.: "Direct observation of variations of optical properties in single quantum dots by using time resolved near-filed scanning optical microscope"Physica E. (in print). (2000)
[Publications] M. Ono et al.: "Timeresolved emission from self-assembled single quantum dots using scanning near-field optical microscope"Japanese Journal of Applied Physics. 38. L1460-L1462 (1999)
[Publications] T. Matsumoto et al.: "Low-temperature near-field nonlinear absorption spectroscopy of InGaAs single quantum dots"Applied Physics Letter. 75. 3246-3248 (1999)
[Publications] T. Saiki et al.: "Near-field optical fiber probe optimized for illumination-collection hybrid mode operation"Applied Physics Letter. 74. 2773-2775 (1999)
[Publications] 斎木敏治他: "近接場光学顕微鏡による単一粒子分光"日本物理学会誌. 21. 802-809 (1999)
[Publications] 松田一成: "新しい物性"光技術動向調査報告書. (印刷中). (2000)
[Publications] 斎木敏治他: "単一量子ドットの近接場分光"O pluse E. 21. 271-278 (1999)

1999 Fiscal Year Annual Research Report

近接場光学顕微鏡を用いた空間・時間分解分光法による量子ドット中の多体効果の研究

Principal Investigator

松田 一成 財団法人 神奈川科学技術アカデミー, 光極微機能プロジェクト, 研究員 (40311435)

Research Products

[Publications] K. Matsuda et al.: "Room temperature photoluminescence spectroscopy of a single In_<0.5>Ga_<0.5>As quantum dots by using highly sensitive near-field scanning optical microscope"Applied Physics Letter. 78. 75-78 (2000)

[Publications] K. Matsuda et al.: "Direct observation of variations of optical properties in single quantum dots by using time resolved near-filed scanning optical microscope"Physica E. (in print). (2000)

[Publications] M. Ono et al.: "Timeresolved emission from self-assembled single quantum dots using scanning near-field optical microscope"Japanese Journal of Applied Physics. 38. L1460-L1462 (1999)

[Publications] T. Matsumoto et al.: "Low-temperature near-field nonlinear absorption spectroscopy of InGaAs single quantum dots"Applied Physics Letter. 75. 3246-3248 (1999)

[Publications] T. Saiki et al.: "Near-field optical fiber probe optimized for illumination-collection hybrid mode operation"Applied Physics Letter. 74. 2773-2775 (1999)

[Publications] 斎木敏治 他: "近接場光学顕微鏡による単一粒子分光"日本物理学会誌. 21. 802-809 (1999)

[Publications] 松田一成: "新しい物性"光技術動向調査報告書. (印刷中). (2000)

[Publications] 斎木敏治 他: "単一量子ドットの近接場分光"O pluse E. 21. 271-278 (1999)

松田一成財団法人神奈川科学技術アカデミー, 光極微機能プロジェクト, 研究員 (40311435)

[Publications] 斎木敏治他: "近接場光学顕微鏡による単一粒子分光"日本物理学会誌. 21. 802-809 (1999)

[Publications] 斎木敏治他: "単一量子ドットの近接場分光"O pluse E. 21. 271-278 (1999)