2018 Fiscal Year Annual Research Report
Creation of rare earth doped non-magnetic crystals fro quantum applications
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15H04130
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| Research Institution | NTT Basic Research Laboratories |
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Principal Investigator |
尾身 博雄 日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, 量子光物性研究部, 主任研究員 (50257218)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
俵 毅彦 日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, 量子光物性研究部, 主幹研究員 (40393798)
清水 薫 日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, 量子光物性研究部, 主幹研究員 (50426607)
齊藤 志郎 日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, 量子電子物性研究部, 特別研究員 (90393777)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | エルビウム / イットリウムシリケイト / フォトルミネッセンス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
当該年度は、量子光学実験用に、前年度に育成したYSO単結晶中のSiを同位体28Siに置き換えた同位体制御YSOインゴットから高品質な単結晶を切り出し、研磨、コーティングを行った。この測定用単結晶の作製の完了により、前々年度と同様にスペクトルホールバーニング測定により167Erの発光線幅がホスト結晶の同位体純化によりさらに狭線化できるかを調べるための量子光学実験の準備が整った。一方で、理想的なノンスピンバス結晶として期待できるセリア（CeO2）薄膜（Ceは核スピンをもたない）をSi(111)基板上に分子線エピタキシャル（MBE)成長し、先ず高品質なCeO2薄膜の成長条件を最適化し、次にCeO2膜中に様々な濃度のErを添加することでEr発光の強度および寿命の最適化を図った。その結果、Er濃度が1％の時にErの発光寿命が１msというかなり長寿命なEr発光を得ることに成功した。しかし、MBE成長中にSi基板からCeO2膜中に起こる内部Si拡散によりEr発光が弱められることが明らかとなり、この知見に基づいてEr発光の強度をさらに向上させるためにEr:CeO2膜を成長する前にCeO2バッファー層を最初に成長することを考案し、その有効性を実際にEr発光測定により検証した。これらの結果は、Si基板上のCeO2薄膜はEr添加光デバイスとその光学応用のためのプラットフォームとして大きな可能性をもつことを示している。
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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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