| Research Abstract |
光子を用いた量子計算や量子暗号通信では,位相関係も含めて真に同じ単一光子状態のパルス列を発生する必要があり,そのコヒーレント制御はその基礎を築く重要なマイルストーンとなる。その鍵を握るのが電子系と光子が結合して両者の状態間をコヒーレントに周期的に遷移するラビ振動の制御である。当該研究では,これまで研究を進めてきたピラミッド型を中心とした3次元微小光共振器内部に小数の量子ドットを埋め込み,共振器効果による光・電子相互作用の増大,材料の選択による励起子振動子強度の増大により,真空場ラビ分裂の観測を目指している。
今年度はこれまで以上に高い共振Q値を持つ光共振器の開発と単一量子ドット分光,単一光子発生の確認を進めた。これまでのGaAs基板上に成長したZnSピラミッド共振器では,共振波長の400nm付近ではGaAsが吸収媒質となることから,これを透明媒質からなる分布反射ミラーとする検討を加えた。その結果,分布反射ミラーが95%くらいの高い反射率を有していても,ZnSピラミッドとの反射位相が適当な条件にならないと,位相関係によって反射率が低下する課題が生じた。この問題を理論的に検討したところ,分布反射ミラーの周期を20〜30周期に増して,反射率もさらに増大すれば,位相関係によらず高い反射率を維持し,ピラミッド共振器の特性が向上することがわかった。
一方,光子の発生を制御する量子ドットについて,メサ構造により作製した単一量子ドットの分光スペクトル測定,その励起強度依存性,温度依存性などの基礎特性を検討し,さらに単一量子ドットから発生する光子が一度に一つずつ発生していることを,いわゆるHBT相関測定系を用いた2次の光子相関測定におけるアンチバンチング特性から確認した。
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