Creation of on-demand entangled photon sources in solid state nanostructures

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 16H03821
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Nanostructural physics
• Research Institution: NTT Basic Research Laboratories
• Principal Investigator: Gotoh Hideki 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, 主席研究員 (10393795)
• 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) ; 国橋 要司 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, 研究主任 (40728193) ; 眞田 治樹 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, 特別研究員 (50417094) ; 章 国強 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 (90402247)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: もつれ光子 / 酸化エルビウム / 半導体ナノワイヤ / 量子ドット

Outline of Final Research Achievements

We have used two solid-state nanostructures to create entangled photons. We have studied three research topics: (1) Creation of entangled photon pairs from quantum dots (2) Entangled photons in ErO crystals. (3) Fabrication of quantum dots in well-controlled nanowire structures. For topic (1), we clarified spin physics in semiconductor nanostructures. We obtained important results on drifting spins and presented in a high-impact journal. For topic (2), we have shown the outputs on quantum natures, optical properties and crystal growth techniques in ErO-based materials. For topic (3), we have achieved laser emission in hetero-nanowires whose laser wavelength covers all telecom-bands. This results are published in Science Advances and presented in a press-release.

Free Research Field

量子光物性

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究の要素研究は、固体ナノ構造における光物性に関する新知見を与える共に、もつれ光子の新しい発生法や光非線形効果に関する成果ももたらすものである。また、比較的新しい材料である、酸化エルビウムや半導体ナノワイヤの材料創成の進展にもつながる。これらの成果は、学術的に高い価値を持つとともに、ナノ構造物性、光通信、量子情報などの広範囲の応用分野の成果につながる公共性の高いものとして位置付けられる。また、研究成果を発展させれば、ICTの効率向上や高速化をもたらす新たな研究分野の開拓につながる。これは、現代の社会的要請に応えるものであり、社会的インパクトは非常に強いと言える。