2018 Fiscal Year Annual Research Report
Polarization-correlated entangled photon pair generation for highly-secure communication
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16H03816
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
熊野 英和 新潟大学, 自然科学系, 教授 (70292042)
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2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 量子もつれ光子対 / 量子ドット / 量子情報科学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
単一光子・量子もつれ光子対等の光子数状態の生成源は、量子力学の原理に基づく安全且つ省電力な量子通信環境の構築の要素技術である。現在の光通信網を継承しつつ光子による量子情報通信を実現するためには、現有の光通信網に対し親和性が高いファイバーベースの構造を持ち、通信波長帯での光子生成が可能な単一光子発生源の開発が必要になる。本研究ではこれまで、励起子状態の物理モデルの構築、および2光子状態の応用展開に向けた高性能化のための多くの成果を得てきた。平成30年度は、半導体量子ドット(QD)成長膜をピラーアレイ状に加工し単一モードファイバー端面に直接接続することで、温度変化や振動など外乱に対し強固で長期間安定な単一光子発生源を実現した。また、上記ピラーアレイ構造にHSQ(Hydrogen silsesquioxane)をスピンコートすることで保護膜を形成し、ピラーアレイ領域を0.6 mm×6 mmと横長に拡大することで単一光子発生源の多元化を行った。
一方、光通信網に対する親和性向上の観点からは、QD光源の発光波長の長波長化が課題であった。これまで実施してきたガリウムひ素(001)基板に代わり、通信波長帯への展開を目指してインジウムリン（111）基板上へのInAs量子QDの形成を試行し、最適な形成条件を見いだすことに成功した。また、ピラーアレイ構造の形成プロセスの最適化を実施し、更に発光効率を向上させるための金属埋め込み構造の形成に成功した。今後ガリウムひ素(001)基板上QDでの分光、物理モデル構築の過程で得られた知見をインジウムリン（111）基板上QD系に援用し、QDベースの新しい量子光源の実現を急ぐ。
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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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