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2009 Fiscal Year Annual Research Report

人工原子の量子光学とスピン緩和の研究

Research Project

Project/Area Number 20244044
Research InstitutionUniversity of Tsukuba

Principal Investigator

舛本 泰章  University of Tsukuba, 大学院・数理物質科学研究科, 教授 (60111580)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 池沢 道男  筑波大学, 大学院・数理物質科学研究科, 准教授 (30312797)
冨本 慎一  筑波大学, 大学院・数理物質科学研究科, 助教 (90396599)
Keywords等電子トラップ / 単一光子源 / リン化ガリウム(GaP) / NNペア / 量子ドット / 電子スピン初期化 / スピン才差運動 / 時間分解カー回転法
Research Abstract

<単一光子を発生する等電子トラップの原子配置の確定>
エネルギーの良く揃った単一光子源になるリン化ガリウム(GaP)中の近接する2つのリン原子(P)を2つの窒素原子(N)が置換して作られるNNペア等電子トラップの原子配置を発光の偏光特性、エネルギー位置、δドープ層の厚みを変えて層間にまたがる原子配置をもつ偏光発光を調べることで決定した。GaP:Nの研究初期(1960年代)から信じられてきたNNペア等電子トラップの原子配置は間違っており、およそ50年ぶりに原子配置が確定した。NN_1ペアが原子配置(0,0,0)-(2,2,0)、NN_3ペアが原子配置(0,0,0)-(3,3,0)、NN_4ペアが原子配置(0,0,0)-(4,4,0)、NN_7ペアが原子配置(0,0,0)-(5,5,0)であることを確定した。また、近赤外領域に新たに原子配置(0,0,0)-(1,1,0)を持つNNペア等電子トラップを発見した。
<量子ドット中の電子スピン初期化とスピン才差運動の研究>
1電子ドープInP量子ドット中の電子スピンが偏極する過程を時間分解カー回転法により観測し、ドープされた電子のスピンが円偏光パルスにより書き込まれる機構を2つ明らかにした。すなわち、(1)スピン1重項電子対と正孔からなるトリオンの生成・正孔スピンの反転・電子正孔対の再結合からなる過程と(2)トリオン共鳴スピンフリップラマン散乱である。一方、中性InP量子ドットでは、励起子スピンの才差運動が観測され、才差運動周期の磁場依存性から電子・正孔交換相互作用が求められた。CdTeとCdMnTe量子井戸/量子ドットや電子ドープ/アンドープZnO薄膜を用いて、電子スピンの才差運動を時間分解カー/ファラデー回転法により測定し、Mnイオンの磁性により電子スピン才差運動が増大したり、電子ドープによりスピン才差運動が著しく長くなる振る舞いが観測された。

  • Research Products

    (32 results)

All 2010 2009 Other

All Journal Article (11 results) (of which Peer Reviewed: 11 results) Presentation (20 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Reduced lasing threshold in thiophene/phenylene co-oligomer crystalline microdisks2010

    • Author(s)
      Yasuki Ido, Yasuaki Masumoto, Fumio Sasaki, Masahiko Mori, Satoshi Haraichi, Shu Hotta
    • Journal Title

      APEX 3(掲載確定、印刷中)

      Pages: 012702-1-012702-3

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Anisotropic spin dynamics of confined electrons in CdTe/ZnTe quantum structures2010

    • Author(s)
      Shinichi Tomimoto, Shinsuke Nozawa, Yoshikazu Terai, Shinji Kuroda, Koki Takita, Yasuaki Masumoto
    • Journal Title

      Phys.Rev.B 81

      Pages: 125313-1-125313-10

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Exciton Spin Stability in InP Quantum Dots at the Elevated Temperatures2009

    • Author(s)
      Y.Masumoto, T.Suzuki, K.Kawana, M.Ikezawa
    • Journal Title

      Jpn.J.Appl.Phys. 48

      Pages: 04C098-1-4

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Temperature-Dependent Photoluminescence of CdSe-Core CdS/CdZnS/ZnS-Multishell Quantum Dots2009

    • Author(s)
      Pengtao Jing, Jinju Zheng, Michio Ikezawa, Xueyan Liu, Shaozhe Lv, Xianggui Kong, Jinglong Zhao, Yusuaki Masumoto
    • Journal Title

      J.Phys.Chem.C 113

      Pages: 13545-13550

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] One- and Two-Dimensional Spectral Diffusions in InP/InAs/InP Core-Multishell Nanowires2009

    • Author(s)
      Ken Goto, Michio Ikezawa, Shinichi Tomimoto, Bipul Pal, Yasuaki Masumoto, Premila Mohan, Junichi Motohisa, Takashi Fukui
    • Journal Title

      Jpn.J.Appl.Phys. 48

      Pages: 04C203-1-04C203-3

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Observation of New Isoelectronic Trap Luminescence in Nitrogen δ-Doped GaP2009

    • Author(s)
      Michio Ikezawa, Yoshiki Sakuma, Masato Watanabe, Yasuaki Masumoto
    • Journal Title

      Jpn.J.Appl.Phys. 48

      Pages: 04C158-1-04C158-3

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Hanle effect and spin-dependent recombination at deep centers in GaAsN2009

    • Author(s)
      V.K.Kalevich, A.Yu.Shiryaev, E.L.Ivchenko, M.M.Afanasiev, A.Yu.Egorov, V.M.Ustinov, Y.Masumoto
    • Journal Title

      Physica B 404

      Pages: 4929-4932

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Efficient Photoluminescence of Mh^<2+> Ions in MnS/ZnS Core/Shell Quantum Dots2009

    • Author(s)
      Jinju Zheng, Xi Yuan, Michio Ikezawa, Pengtao Jing, Xueyan Liu, Zhuhong Zheng, Xianggui Kong, Jialong Zhao, Yasuaki Masumoto
    • Journal Title

      J.Phys.Chem.C 113

      Pages: 16969-16974

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Spin relaxation in charge-tunable InP quantum dots2009

    • Author(s)
      Bipul Pal, Yasuaki Masumoto
    • Journal Title

      Phys.Rev.B 80

      Pages: 125334-1-125334-6

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Spin orientation in charge tunable InP quantum dots2009

    • Author(s)
      Yasuaki Masumoto, Tsukasa Suzuki, Keisuke Kawana, Michio Ikezawa
    • Journal Title

      J.Lumin. 129

      Pages: 1919-1922

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Spectral diffusion of type-II excitons in wurtzite InP/IhAs/InP core-multishell nanowires2009

    • Author(s)
      Bipul Pal, Ken Goto, Michio Ikezawa, Yasuaki Masumoto, Premila Mohan, Junichi Motohisa, Takashi Fukui
    • Journal Title

      J.Lumin. 129

      Pages: 1941-1944

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ZnO薄膜における電子スピンダイナミクスの励起波長依存性2010

    • Author(s)
      野澤伸介、冨本慎一、舛本泰章
    • Organizer
      日本物理学会2010年年次大会
    • Place of Presentation
      岡山大学
    • Year and Date
      2010-03-22
  • [Presentation] CuClの励紀平、励起子分子フォトンエコー2010

    • Author(s)
      高木勇人、舛本泰章
    • Organizer
      日本物理学会2010年年次大会
    • Place of Presentation
      岡山大学
    • Year and Date
      2010-03-22
  • [Presentation] 膜厚を精密制御したGaP:Nを用いた窒素由来発光中心の起源解明とその光物性2010

    • Author(s)
      渡邉真人、池沢道男、佐久間芳樹、舛本泰章
    • Organizer
      日本物理学会2010年年次大会
    • Place of Presentation
      岡山大学
    • Year and Date
      2010-03-22
  • [Presentation] ディスク状単層InAs量子ドットにおけるフォトンエコー2010

    • Author(s)
      吉田清太郎、池沢道男、舛本泰章、佐久間芳樹
    • Organizer
      日本物理学会2010年年次大会
    • Place of Presentation
      岡山大学
    • Year and Date
      2010-03-20
  • [Presentation] 単一発光中心の精密分光によるGaP中NN発光の起源解明とその利用2010

    • Author(s)
      池沢道男、渡邉真人、佐久間芳樹、舛本泰章
    • Organizer
      日本物理学会2010年年次大会
    • Place of Presentation
      岡山大学
    • Year and Date
      2010-03-20
  • [Presentation] チャージチューナブルInP量子ドットの時間分解カー回転測定2010

    • Author(s)
      川名啓介、冨本慎一、舛本泰章
    • Organizer
      日本物理学会2010年年次大会
    • Place of Presentation
      岡山大学
    • Year and Date
      2010-03-20
  • [Presentation] GaをドープしたZnO薄膜の電子スピンダイナミクスの観測2010

    • Author(s)
      野澤伸介、冨本慎一、加藤裕幸、佐野道宏、松本貴裕、舛本泰章
    • Organizer
      2010年春季第57回応用物理学会関連連合講演会
    • Place of Presentation
      東海大学
    • Year and Date
      2010-03-19
  • [Presentation] 窒素をδドープしたGaPにおける赤外領域発光中心の観測2010

    • Author(s)
      渡邉真人、池沢道男、佐久間芳樹、舛本泰章
    • Organizer
      2010年春季第57回応用物理学会関連連合講演会
    • Place of Presentation
      東海大学
    • Year and Date
      2010-03-18
  • [Presentation] (チオフェン/フェニレン)コオリゴマーマイクロディスクレーザーの共振器モードと有効屈折率2010

    • Author(s)
      佐々木史雄、森雅彦、原市聡、舛本泰章、堀田収
    • Organizer
      2010年春季第57回応用物理学会関連連合講演会
    • Place of Presentation
      東海大学
    • Year and Date
      2010-03-18
  • [Presentation] チャージチューナブルInP量子ドットにおける電子のスピン偏極過程の実時間観測2010

    • Author(s)
      川名啓介、冨本慎一、舛本泰章
    • Organizer
      2010年春季第57回応用物理学会関連連合講演会
    • Place of Presentation
      東海大学
    • Year and Date
      2010-03-18
  • [Presentation] Luminescence polarization and atomic-configuration of NN pair single-photonemitter2009

    • Author(s)
      池沢道男, 渡邊真人, 佐久間芳樹, 舛本泰章
    • Organizer
      International Symposium on Quantum Nanophotonics and Nanoelectronics
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      2009-11-18
  • [Presentation] 斜め入射ポンプ光を用いたCdTe/ZnTe量子構造の時間分解カー回転測定2009

    • Author(s)
      冨本慎一、野澤伸介、寺井慶和、黒田眞司、瀧田宏樹、舛本泰章
    • Organizer
      日本物理学会2009年秋季大会
    • Place of Presentation
      熊本大学
    • Year and Date
      2009-09-25
  • [Presentation] (チオフェン/フェニレン)コオリゴマーマイクロディスクレーザーの発振前共振器モードの観測2009

    • Author(s)
      佐々木史雄、原市聡、井門靖樹、舛本泰章、堀田収
    • Organizer
      2009年秋季第70回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      富山大学
    • Year and Date
      2009-09-09
  • [Presentation] 原子層単位で膜厚制御したGaP:N超薄膜における単一等電子トラップの偏光PL2009

    • Author(s)
      池沢道男、渡邊真人、佐久間芳樹、舛本泰章
    • Organizer
      2009年秋季第70回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      富山大学
    • Year and Date
      2009-09-09
  • [Presentation] 原子層単位で膜厚制御したGaP:NにおけるNNペア形成2009

    • Author(s)
      渡邊真人、池沢道男、佐久間芳樹、舛本泰章
    • Organizer
      2009年秋季第70回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      富山大学
    • Year and Date
      2009-09-09
  • [Presentation] 時間分解カー回転法を用いたCdTe/ZnTe量子構造中の閉じ込め電子のg因子の符号決定2009

    • Author(s)
      野澤伸介、冨本慎一、寺井慶和、黒田眞司、瀧田宏樹、舛本泰章
    • Organizer
      2009年秋季第70回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      富山大学
    • Year and Date
      2009-09-08
  • [Presentation] 窒素をドープしたGaP中の単一等電子トラップの偏光PL2009

    • Author(s)
      池沢道男、渡邊真人、舛本泰章、佐久間芳樹
    • Organizer
      第5回量子ナノ材料セミナー
    • Place of Presentation
      埼玉大学
    • Year and Date
      2009-07-29
  • [Presentation] New artificial atoms-isoelectronic traps in GaP:N2009

    • Author(s)
      舛本泰章
    • Organizer
      International Workshop on Photons and Spins in Nanostructures(IWPSN)
    • Place of Presentation
      北海道大学
    • Year and Date
      2009-07-27
  • [Presentation] Coherent spin preccession of electrons and excitons in charge tunable InP quantum dots2009

    • Author(s)
      Y. Masumoto, K.Kawana, S.Tomimoto
    • Organizer
      The 14th International Conference on Modulated Semiconductor Structures MSS-14(EP2DS/MSS14)
    • Place of Presentation
      神戸コンベンションセンター
    • Year and Date
      2009-07-22
  • [Presentation] Spectral diffusion of type-II excitons in InP/InAs/InP core-multishell nanowires2009

    • Author(s)
      舛本泰章, Ken Goto, Bipul Pal, 池沢道男, Premila Mohan, Junichi Motohisa, Takashi Fukui
    • Organizer
      The 14th International Conference on Modulated Semiconductor Structures MSS-14(EP2DS/MSS14)ポスター発表
    • Place of Presentation
      神戸コンベンションセンター
    • Year and Date
      2009-07-20
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.sakura.cc.tsukuba.ac.jp/~masumoto/

URL: 

Published: 2011-06-16   Modified: 2016-04-21  

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