Optical spin manipulation of coupled quantum dots

2008 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 18360042
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Applied optics/Quantum optical engineering
• Research Institution: Waseda University
• Principal Investigator: TAKEUCHI Atsushi Waseda University, 理工学術院, 教授 (80298140)
• Project Period (FY): 2006 – 2008
• Keywords: 光プロセシング / 量子ドット / スピントロニクス

Research Abstract

半導体量子ドットのスピンを光によって操作するには、高いスピン偏極率や、長いスピン緩和時間の実現が望まれる。本研究では、均一性が高い量子ドットの第二励起準位で、円偏光励起によって45%もの高いスピン偏極率の初期値が得られることを明らかにした。また、柱状の形状を持ち縦方向に量子力学的に結合したコラムナ量子ドットで、円偏光励起によって5.3 nsもの長いスピン緩和時間が得られることを明らかにした。

Research Products

• [Journal Article] Spin Relaxation in InAs Columnar Quantum Dots (2009)
  • Author(s): Takehiko Umi, Hidetaka Nosho, Shulong Lu, Lianhe Li, Andrea Fiore, Atsushi Tackeuchi
  • Journal Title: Japanese Journal of Applied Physics 48 Pages: 04C199
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Generation of highly circularly polarized light from uniform InAs/GaAs quantum dots (2008)
  • Author(s): K. Kusunoki, N. Tsukiji, T. Umi, A. Tackeuchi, K. Yamaguchi
  • Journal Title: physica status solidi c 5 Pages: 378-381
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Competition between quantum-confined Stark effect and free-carrier screening effect in AlGaN/GaN multiple quantum wells (2008)
  • Author(s): T. Fujita, T. Toizumi, Y. Nakazato, A. Tackeuchi, T. Chinone, J. H. Liang, M. Kajikawa
  • Journal Title: physica status solidi c 5 Pages: 356-359
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Carrier spin relaxation in undoped GaAs double quantum wells (2008)
  • Author(s): S. L. Lu, T. Ushiyama, A. Tackeuchi, S. Muto
  • Journal Title: physica status solidi(c) 5 Pages: 326-329
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Energy relaxation time of hot carriers photoexcited in InGaN (2008)
  • Author(s): T. Ushiyama, T. Toizumi, Y. Nakazato, A. Tackeuchi
  • Journal Title: physica status solidi(c) 5 Pages: 143-145
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Carrier density dependence of nonresonant carrier tunneling in GaAs double quantum wells - effect of exciton and free carrier thermodynamic (2008)
  • Author(s): S. L. Lu, T. Ushiyama, A. Tackeuchi, S. Muto
  • Journal Title: physica status solidi(c) 5 Pages: 78-81
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Transition from Excitonic Tunneling to Free Carrier Tunneling in GaAs/AlGaAs Double Quantum Wells (2007)
  • Author(s): Shulong Lu, Takafumi Ushiyama, Taisuke Fujita, Koji Kusunoki, Atsushi Tackeuchi, and Shunichi Muto
  • Journal Title: Jpn. J. Appl. Phys. 46 Pages: 3305-3308
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Picosecond spin relaxations of acceptor-bound exciton and A-band free exciton in wurtzite GaN (2007)
  • Author(s): A. Tackeuchi, H. Otake, T. Fujita, T. Kuroda, T. Chinone, J.-H. Liang, M. Kajikawa
  • Journal Title: physica status solidi(c) 3 Pages: 4303-4306
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Picosecond spin relaxation of acceptor-bound exciton in wurtzite GaN (2006)
  • Author(s): H. Otake, T. Kuroda, T. Fujita, T. Ushiyama, A. Tackeuchi, T. Chinone, J.-H. Liang, M. Kajikawa
  • Journal Title: Applied Physics Letters 89 Pages: 182110
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Thermally activated carrier transfer among CdTe/ZnTe self-organized quantum dots (2006)
  • Author(s): Atsushi Tackeuchi, Shogo Miyata, Seiji Sugawa, Koji Kusunoki, Tae Whan Kim and Jae-Ho Kim, Hong Seok Lee, Hong Lee Park
  • Journal Title: Applied Physics Letters 89 Pages: 112125
  • Peer Reviewed
• [Presentation] GaAs/AlGaAs二重量子井戸のスピン緩和 (2009)
  • Author(s): 佐伯悠, 中里嘉昭, 和泉壮太朗, 貫井貴夫, 竹内淳, 武藤俊一
  • Organizer: 第13回半導体スピン工学の基礎と応用
  • Place of Presentation: 東北大学
  • Year and Date: 20090127-28
• [Presentation] InAs コラムナ量子ドットのスピン緩和 (2009)
  • Author(s): 納所秀宇, 宇美武彦, Shulong Lu, Lianhe Li, Andrea Fiore, 竹内淳
  • Organizer: 第13回半導体スピン工学の基礎と応用
  • Place of Presentation: 東北大学
  • Year and Date: 20090127-28
• [Presentation] Spin Relaxation in bulk ZnO (2009)
  • Author(s): S. Izumi, Y. Saeki, Y. Nakazato, T. Nukui, A. Tackeuchi, D. H. Kim, and T. W. Kim
  • Organizer: 第13回半導体スピン工学の基礎と応用
  • Place of Presentation: 東北大学
  • Year and Date: 20090127-28
• [Presentation] GaN nanowiresの時間分解フォトルミネッセンス測定 (2009)
  • Author(s): 貫井貴夫, 藤田泰介, 中里嘉昭, 佐伯悠, 和泉壮太朗, 竹内淳, Yoo C.H., Kim T.W., Kwon Y.H., Ryu S.Y., Kang T.W.
  • Organizer: 第56回応用物理学関係連合講演会, 31p-ZJ-7
  • Place of Presentation: 筑波大学
  • Year and Date: 2009-03-31
• [Presentation] バルクZnOのスピン緩和 (2009)
  • Author(s): 和泉壮太朗, 佐伯悠, 中里嘉昭, 貫井貴夫, 竹内淳, D. H. Kim, Tae Whan Kim
  • Organizer: 第56回応用物理学関係連合講演会, 30a-ZK-4
  • Place of Presentation: 筑波大学
  • Year and Date: 2009-03-30
• [Presentation] 有機層中のZnOナノ粒子の時間分解フォトルミネッセンス (2009)
  • Author(s): 佐伯悠, 中里嘉昭, 和泉壮太朗, 貫井貴夫, 竹内淳, Jae Hun Jung, J. H. You, Tae Whan Kim, Young-Ho Kim
  • Organizer: 第56回応用物理学関係連合講演会, 30a-ZK-3
  • Place of Presentation: 筑波大学
  • Year and Date: 2009-03-30
• [Presentation] GaInNAs/GaAs量子井戸における励起子のスピン緩和の強度依存性 (2009)
  • Author(s): 納所秀宇, 宇美武彦, 浅見健志, 岡本隆仁, Shulong Lu, Lifeng Bian, Zhichuan Niu, 竹内淳
  • Organizer: 第56回応用物理学関係連合講演会, 30p-ZB-7
  • Place of Presentation: 筑波大学
  • Year and Date: 2009-03-30
• [Presentation] Spin Relaxation in InAs Columnar Quantum Dots (2008)
  • Author(s): T. Umi, H. Nosho, T. Asami, S. Lu, L. Li, A. Fiore, A. Tackeuchi
  • Organizer: 2008 International Conference on Solid State Devices and Materials, P-12-7L
  • Place of Presentation: Tsukuba, Japan
  • Year and Date: 20080923-26
• [Presentation] Time resolved studies of carrier and spin dynamics in quantum dots and wide band-gap materials (2008)
  • Author(s): Atsushi Tackeuchi
  • Organizer: 14th International symposium on the physics of semiconductors and applications, SCS-I-01
  • Place of Presentation: Jeju, Korea.(招待講演)
  • Year and Date: 20080826-29
• [Presentation] AlGaN/GaN 多重量子井戸の分光学的評価(2) (2008)
  • Author(s): 中里嘉昭, 和泉壮太郎, 藤田泰介, 戸泉智勝, 松永康, 竹内淳, 千野根崇子, 梁吉鎬, 梶川政隆
  • Organizer: 第55回応用物理学関係連合講演会, 28p-B-19
  • Place of Presentation: 日本大学
  • Year and Date: 20080327-28
• [Presentation] InAsコラムナ量子ドットにおけるスピン緩和時間の励起光強度依存性 (2008)
  • Author(s): 宇美武彦, Lianhe Li, 納所秀宇, 浅見健志, Shulong Lu, 竹内淳
  • Organizer: 第69回応用物理学会, 4p-ZQ-7
  • Place of Presentation: 中部大学
  • Year and Date: 2008-09-04
• [Presentation] ZnOナノ粒子の発光のシュタルク効果とキャリアによるスクリーニング効果 (2008)
  • Author(s): 佐伯悠, 牛山隆文, 中里嘉昭, 和泉壮太朗, 竹内淳, Jae Hun Jung, Fushan Li, Tae Whan Kim, Young-Ho Kim
  • Organizer: 第69回応用物理学会, 3a-N-11
  • Place of Presentation: 中部大学
  • Year and Date: 2008-09-03
• [Presentation] 高In組成InGaAs/GaAs量子井戸のスピン緩和 (2008)
  • Author(s): 納所秀宇, 浅見健志, 宇美武彦, Shulong Lu, Zhichuan Niu, 竹内淳
  • Organizer: 第69回応用物理学会, 3p-ZQ-3
  • Place of Presentation: 中部大学
  • Year and Date: 2008-09-03
• [Presentation] GaInNAs/GaAs量子井戸の発光特性 (2008)
  • Author(s): Shulong Lu, 上杉征志, 納所秀宇, 竹内淳, Lifeng Bian, Zhichuan Niu
  • Organizer: 第55回応用物理学関係連合講演会, 29p-ZT-19
  • Place of Presentation: 日本大学
  • Year and Date: 2008-03-29
• [Presentation] GaInNAs/GaAs量子井戸における励起子のスピン緩和現象 (2008)
  • Author(s): Shulong Lu, 納所秀宇, 上杉征志, 竹内淳, Lifeng Bian, Zhichuan Niu
  • Organizer: 第55回応用物理学関係連合講演会, 29a-E-9
  • Place of Presentation: 日本大学
  • Year and Date: 2008-03-29
• [Presentation] InAsコラムナ量子ドットの長時間スピン緩和 (2008)
  • Author(s): 宇美武彦, Lianhe Li, 納所秀宇, 赤坂義則, 楠紘慈, Shulong Lu, 竹内淳
  • Organizer: 第55回応用物理学関係連合講演会, 28p-E-7
  • Place of Presentation: 日本大学
  • Year and Date: 2008-03-29
• [Presentation] Picosecond Excitonic Spin Relaxation in Hexagonal GaN and Nanosecond Excitonic Spin Relaxation in Cubic GaN (2007)
  • Author(s): Atsushi Tackeuchi, Hirotaka Otake, Taisuke Fujita, Takako Chinone, Ji-Hao Liang, Masataka Kajikawa, Fumiyoshi Takano, Hiro Akinaga
  • Organizer: 7th International Conference of Nitride Semiconductors, WP87
  • Place of Presentation: Las Vegas, USA
  • Year and Date: 20070916-21
• [Presentation] Carrier Density Dependence of Nonresonant Carrier Tunneling in GaAs/AlGaAs Double Quantum Wellseffect of Exciton and Free Carrier Thermodynamic (2007)
  • Author(s): S. Lu, T. Ushiyama, A. Tackeuchi, S. Muto
  • Organizer: 15th International Conference on Nonequilibrium Carrier Dynamics in Semiconductors, MoP-13
  • Year and Date: 20070723-27
• [Presentation] Generation of Highly Circularly Polarized Light from Uniform InAs/GaAs Quantum Dots (2007)
  • Author(s): K. Kusunoki, T. Umi, A. Tackeuchi, N. Tsukiji, K. Yamaguchi
  • Organizer: 15th International Conference on Nonequilibrium Carrier Dynamics in Semiconductors, MoP-38
  • Year and Date: 20070723-27
• [Presentation] Energy Relaxation Time of Hot Carriers Photoexcited in InGaN (2007)
  • Author(s): T. Ushiyama, T. Toizumi, Y. Nakazato, A. Tackeuchi
  • Organizer: 15th International Conference on Nonequilibrium Carrier Dynamics in Semiconductors, TuP-26
  • Year and Date: 20070723-27
• [Presentation] Carrier Spin Relaxation in Undoped GaAs/AlGaAs Double Quantum Wells (2007)
  • Author(s): S. Lu, T. Ushiyama, A. Tackeuchi, S. Muto
  • Organizer: 15th International Conference on Nonequilibrium Carrier Dynamics in Semiconductors, TuP-36
  • Year and Date: 20070723-27
• [Presentation] Competition between Quantum-Confined Stark Effect and Free Carrier Screening Effect in AlGaN/GaN Multiple Quantum Well (2007)
  • Author(s): T. Fujita, T. Toizumi, Y. Nakazato, A. Tackeuchi, T. Chinone, J.H. Liang, M. Kajikawa
  • Organizer: 15th International Conference on Nonequilibrium Carrier Dynamics in Semiconductors, WeA-2
  • Year and Date: 20070723-27
• [Presentation] 高均一InAs量子ドットの高スピン偏極発光 : スピンパウリブロッキングを含むレート方程式解析 (2007)
  • Author(s): 楠紘慈, 築地伸和, 宇美武彦, 山口浩一, 竹内淳
  • Organizer: 第68回応用物理学会, 6a-S-8
  • Place of Presentation: 北海道工業大学
  • Year and Date: 2007-09-06
• [Presentation] AlGaN/GaN 多重量子井戸の分光学的評価 (2007)
  • Author(s): 中里嘉昭, 藤田泰介, 戸泉智勝, 竹内淳, 千野根崇子, 梁吉鎬, 梶川政隆
  • Organizer: 第68回応用物理学会, 6a-ZR-4
  • Place of Presentation: 北海道工業大学
  • Year and Date: 2007-09-06
• [Presentation] 高均一InAs/GaAs量子ドットの第二励起準位のスピン緩和 (2007)
  • Author(s): 宇美武彦, 築地伸和, 楠紘慈, 山口浩一, 竹内淳
  • Organizer: 第68回応用物理学会, 6a-N-2
  • Place of Presentation: 北海道工業大学
  • Year and Date: 2007-09-06
• [Presentation] 結合量子井戸のキャリアスピン緩和 (2007)
  • Author(s): 陸書龍, 牛山隆文, 竹内淳, 武藤俊一
  • Organizer: 第68回応用物理学会, 6a-N-23
  • Place of Presentation: 北海道工業大学
  • Year and Date: 2007-09-06
• [Presentation] InGaNに光励起されたホットキャリアの緩和過程の観測II (2007)
  • Author(s): 牛山隆文, 佐伯悠, 戸泉智勝, 中里嘉昭, 藤田泰介, 陸書龍, 竹内淳
  • Organizer: 第68回応用物理学会, 5a-ZR-1
  • Place of Presentation: 北海道工業大学
  • Year and Date: 2007-09-05
• [Presentation] 高均一InAs/GaAs量子ドットによる高スピン偏極円偏光の発生 (2007)
  • Author(s): 宇美武彦, 築地伸和, 楠紘慈, 山口浩一, 竹内淳
  • Organizer: 第54回応用物理学関係連合講演会, 30a-ZS-10
  • Place of Presentation: 青山学院大学
  • Year and Date: 2007-03-30
• [Presentation] 結合量子井戸のトンネル時間のキャリア濃度依存性 (2007)
  • Author(s): 陸書龍, 牛山隆文, 藤田泰介, 楠紘慈, 竹内淳, 武藤俊一
  • Organizer: 第54回応用物理学関係連合講演会, 29a-T-1
  • Place of Presentation: 青山学院大学
  • Year and Date: 2007-03-29
• [Presentation] 高均一InAs/GaAs量子ドットによる高スピン偏極円偏光の時間分解測定 (2007)
  • Author(s): 楠紘慈, 築地伸和, 宇美武彦, 山口浩一, 竹内淳
  • Organizer: 第54回応用物理学関係連合講演会, 29a-T-4
  • Place of Presentation: 青山学院大学
  • Year and Date: 2007-03-29
• [Presentation] AlGaN/GaN MQWの発光のシュタルク効果とキャリアによるスクリーニング効果-励起光強度依存性のフィッティング- (2007)
  • Author(s): 中里嘉昭, 藤田泰介, 戸泉智勝, 竹内淳, 千野根崇子, 梁 吉鎬, 梶川政隆
  • Organizer: 第54回応用物理学関係連合講演会, 28p-ZM-8
  • Place of Presentation: 青山学院大学
  • Year and Date: 2007-03-28
• [Presentation] InGaNに光励起されたホットキャリアの緩和過程の観測 (2007)
  • Author(s): 牛山隆文, 戸泉智勝, 中里嘉昭, 竹内淳
  • Organizer: 第54回応用物理学関係連合講演会, 28p-ZM-11
  • Place of Presentation: 青山学院大学
  • Year and Date: 2007-03-28
• [Presentation] AlGaN/GaN MQWの発光のシュタルク効果とキャリアによるスクリーニング効果-PL時間分解測定- (2007)
  • Author(s): 藤田泰介, 戸泉智勝, 中里嘉昭, 竹内淳, 千野根崇子, 梁 吉鎬, 梶川政隆
  • Organizer: 第54回応用物理学関係連合講演会, 28p-ZM-7
  • Place of Presentation: 青山学院大学
  • Year and Date: 2007-03-28
• [Presentation] Nanosecond excitonic spin relaxation in cubic GaN (2006)
  • Author(s): Atsushi Tackeuchi, Hirotaka Otake, Yusuke Ogawa, Takafumi Ushiyama, Taisuke Fujita, Fumiyoshi Takano, Hiro Akinaga
  • Organizer: 28th International Conference on the Physics of Semiconductors
  • Place of Presentation: Vienna, Austria
  • Year and Date: 20060724-28
• [Presentation] Picosecond spin relaxation of acceptor-bound exciton in Wurtzite GaN (2006)
  • Author(s): Hirotaka Otake, Takamasa Kuroda, Atsushi Tackeuchi, Kazuyoshi Taniguchi, Takako Chinone, Ji-Hao Liang, Masataka Kajikawa, Naochika Horio
  • Organizer: 28th International Conference on the Physics of Semiconductors
  • Place of Presentation: Vienna, Austria
  • Year and Date: 20060724-28
• [Presentation] GaAs/AlGaAs結合量子井戸のトンネル時間の温度依存性 (2006)
  • Author(s): 陸書龍, 牛山隆文, 藤田泰介, 楠紘慈, 竹内淳
  • Organizer: 第67回応用物理学会, 31a-RE-9
  • Place of Presentation: 立命館大学
  • Year and Date: 2006-08-31
• [Presentation] CdTe/ZnTe量子ドット中の熱活性キャリア移動 (2006)
  • Author(s): 楠紘慈, 宮田匠悟, 素川靖司, 竹内淳, Kim T. W., Kim J. H., Lee H. S., Park H. L.
  • Organizer: 第67回応用物理学会, 31p-RE-4
  • Place of Presentation: 立命館大学
  • Year and Date: 2006-08-31
• [Presentation] 六方晶GaN中アクセプタ束縛励起子のスピン緩和時間の温度依存性 (2006)
  • Author(s): 藤田泰介, 大嶽浩隆, 中島壮人, 竹内淳
  • Organizer: 第67回応用物理学会, 30p-C-1
  • Place of Presentation: 立命館大学
  • Year and Date: 2006-08-30
• [Presentation] InGaNに光励起されたホットキャリアの緩和過程 (2006)
  • Author(s): 牛山隆文, 藤田泰介, 陸書龍, 竹内淳
  • Organizer: 第67回応用物理学会, 30p-C-2
  • Place of Presentation: 立命館大学
  • Year and Date: 2006-08-30