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2010 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  筑波大学, 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 / 燐化ガリウム(GaP) / 砒化ガリウム(GaAs) / 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III-V族半導体等電子トラップの研究>
高純度の砒化ガリウム結晶中に窒素をデルタドープした試料を用いて、顕微鏡下で単一の窒素由来発光中心を観測し、これを用いた近赤外領域(波長~830nm)の単一光子発生を光子相関実験により実証した。砒化ガリウム中の不純物発光中心を用いた単一光子発生はこれまで報告がなく、本研究が初めてである。
また、このような未知の発光中心の起源を明らかにするために、単一発光中心に対して様々な方向から磁場(0~5T)を印加して発光スペクトルを測定できるシステムを構築した。これまでの研究で発光中心の原子配置が特定できている燐化ガリウム中の窒素ペア発光中心を用いて研究を行い、原子配置から考えられる異方的な結晶場を取り入れた理論計算によって励起子微細分裂の磁場依存性を説明することに成功した。
<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個の電子がドーピングされた半導体量子ドットでは、トリオン(負の荷電励起子)への遷移に共鳴する光の照射によって、電子(s=1/2)の2つのスピン準位間のコヒーレントな状態を作ることが出来る。本研究では、電界制御によって1個の電子をドーピングしたInP/InGaP量子ドットにおいて時間分解磁気光学測定を行い、ピコ秒パルスレーザー光の照射によって電子スピンのコヒーレンスがどのように生成されるかを実験的に調べた。この過程はパルス光の強度、偏光状態やバンド幅に極めて敏感に依存する。これらのパラメータの精密な調整によってスピン偏極の方向と大きさを自由に制御できることを、密度行列を用いた理論計算との比較によって示した。

  • Research Products

    (24 results)

All 2011 2010 Other

All Journal Article (14 results) (of which Peer Reviewed: 14 results) Presentation (9 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Exciton spin dynamics in CdTe/ZnTe quantum structures2011

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

      Physica Status Solidi B

      Volume: 248(2) Pages: 389-392

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The enhanced binding energy for biexcitons in InAs quantum dots2011

    • Author(s)
      Yasuaki Masumoto, Seitaro Yoshida, Michio Ikezawa, Shinichi Tomimoto, Yoshiki Sakuma
    • Journal Title

      Applied Physics Letters

      Volume: 98 Pages: 061905-1-061905-3

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Initialization of Electron Spins in One-Electron-Doped InP Quantum Dots2011

    • Author(s)
      Yasuaki Masumoto, Keisuke Kawana, Shinichi Tomimoto
    • Journal Title

      30th International Conference on the Physics of Semiconductors (ICPS2010)プロシーディング

      Volume: (掲載確定)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Exciton Dephasing and Biexcitons in InAs Quantum Rhombic Disks2011

    • Author(s)
      Yasuaki Masumoto, Seitaro Yoshida, Michio Ikezawa, Yoshiki Sakuma
    • Journal Title

      30th International Conference on the Physics ofSemiconductors (ICPS2010)プロシーディング

      Volume: (掲載確定)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Reexamination of the atomic configurations of NN centers and observation of new infrared luminescence centers2011

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

      30th International Conference on the Physics of Semiconductors (ICPS2010)プロシーディング

      Volume: (掲載確定)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Optical electron spin orientation in Ga-doped and undoped ZnO films2011

    • Author(s)
      S.Tomimoto, S.Nozawa, H.Kato, M.Sano, T.Matsumoto, Y.Masumoto
    • Journal Title

      30th International Conference on the Physics of Semiconductors (ICPS2010)プロシーディング

      Volume: (掲載確定)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Microdisk lasers and field effect transistors of thiophene/phenyleneco-oligomers by using high temperature deposition method2010

    • Author(s)
      F.Sasaki, M.Mori, S.Haraichi, Y.Ido, Y.Masumoto, S.Hotta
    • Journal Title

      Organic Electronics

      Volume: 11 Pages: 1192-1198

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] One- and two-dimensional spectral diffusion of type-II excitons in InP/InAs/InP core-multishell nanowires2010

    • Author(s)
      Yasuaki Masumoto, Ken Goto, Seitaro Yoshida, Yoshiki Sakuma, Premila Mohan, Junichi Motohisa, Takashi Fukui
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 82 Pages: 075313-1-075313-5

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Improved Photoluminescence of MnS/ZnS Core/Shell Nanocrystals by Controlling Diffusion of Mn Ions into the ZnS Shell2010

    • Author(s)
      Jinju Zheng, Wenyu Ji, Xiuying Wang, Micho Ikezawa, Pengtao Jing, Xueyan Liu, Haibo Li, Jialong Zhao, Yasuaki Masumoto
    • Journal Title

      The Journal of Physical Chemistry C

      Volume: 114 Pages: 15331-15336

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 量子ドット中の永続的ホールバーニング2010

    • Author(s)
      舛本泰章
    • Journal Title

      光学

      Volume: 39(9) Pages: 453-460

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Coherent spin precession of electrons and excitons in charge tunable InP quantum dots2010

    • Author(s)
      Yasuaki Masumoto, Keisuke Kawana, Shinichi Tomimoto
    • Journal Title

      Physica E

      Volume: 42 Pages: 2493-2496

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Spectral diffusion of type-II excitons in InP/InAs/InP core-multishell nanowires2010

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

      Physica E

      Volume: 42 Pages: 2579-2582

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Optical orientation and spin-dependent recombination in GaAsN alloys under continuous-wave pumping2010

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

      Journal of Physics: Condensed Matter

      Volume: 22 Pages: 465804-1-465804-12

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Shell-Dependent Energy Transfer from 1, 3, 5-Tris(N-phenylbenzimidazol-2, y])Benzene to CdSe Core/Shell Quantum Dots2010

    • Author(s)
      Pengtao Jing, Xi Yuan, Wenyu Ji, Micho Ikezawa, Y.Andrew Wang, Xueyan Liu, Ligong Zhang, Jialong Zhao, Yasuaki Masumoto
    • Journal Title

      The Journal of Physical Chemistry C

      Volume: 114 Pages: 19256-19262

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 窒素を導入したGaPナノワイヤの結晶成長及び光学特性2011

    • Author(s)
      舘林潤、佐久間芳樹、池沢道男、曽根良則、落合雅幸、池田直樹、舛本泰章、中尾正史、杉本喜正、迫田和彰
    • Organizer
      第58回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      神奈川工科大学
    • Year and Date
      20110300
  • [Presentation] GaAs中の窒素等電子発光中心からの単一光子発生2010

    • Author(s)
      池沢道男、佐久間芳樹、曽根良則、張遼、濱野毅信、舘林潤、舛本泰章
    • Organizer
      第71回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      長崎大学
    • Year and Date
      2010-09-14
  • [Presentation] Coexistence of the fast and slow spin orientation processes of the doped electron in InP quantum dots2010

    • Author(s)
      S.Tomimoto, K.Kawana, Y. Masumoto
    • Organizer
      The 6th International Conference on the Physics and Applications of Spin Related Phenomena in Semiconductors (PASPS-VI)
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      2010-08-02
  • [Presentation] Initialization of Electron Spins in One-Electron-Doped InP Quantum Dots2010

    • Author(s)
      Yasuaki Masumoto, Keisuke Kawana, Shinichi Tomimoto
    • Organizer
      30th International Conference on the Physics of Semiconductors (ICPS2010)
    • Place of Presentation
      韓国・ソウル
    • Year and Date
      2010-07-27
  • [Presentation] Exciton Dephasing and Biexcitons in InAs Quantum Rhombic Disks2010

    • Author(s)
      Yasuaki Masumoto, Seitaro Yoshida, Michio Ikezawa, Yoshiki Sakuma
    • Organizer
      30th International Conference on the Physics of Semiconductors (ICPS2010)
    • Place of Presentation
      韓国・ソウル
    • Year and Date
      2010-07-27
  • [Presentation] Reexamination of the atomic configurations of NN centers and observation of new infrared luminescence centers in GaP:N2010

    • Author(s)
      Michio Ikezawa, Masato Watanabe, Yoshiki Sakuma, Yasuaki Masumoto
    • Organizer
      30th International Conference on the Physics of Semiconductors (ICPS2010)
    • Place of Presentation
      韓国・ソウル
    • Year and Date
      2010-07-27
  • [Presentation] Optical electron spin orientation in Ga-doped and undoped ZnO films2010

    • Author(s)
      S.Tomimoto, S.Nozawa, H.Kato, M.Sano, T.Matsumoto, Y.Masumoto
    • Organizer
      30th International Conference on the Physics of Semiconductors (ICPS2010)
    • Place of Presentation
      韓国・ソウル
    • Year and Date
      2010-07-27
  • [Presentation] Exciton spin dynamics in CdTe/ZnTe quantum structures2010

    • Author(s)
      S.Tomimoto, S. Nozawa, Y. Terai, S. Kuroda, K. Takita, Y. Masumoto
    • Organizer
      The 9th International Conference on Excitonic and Photonic Processes in Condensed and Nano Materials (EXCON'10)
    • Place of Presentation
      オーストラリア・ブリスベン
    • Year and Date
      2010-07-13
  • [Presentation] Atomic configurations of NN centers and new infrared luminescence centers in GaP : N2010

    • Author(s)
      池沢道男, 渡邊真人, 佐久間芳樹, 舛本泰章
    • Organizer
      The International Conference on NANOPHOTONICS 2010
    • Place of Presentation
      つくば市・国際会議場
    • Year and Date
      2010-06-01
  • [Remarks]

    • URL

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

URL: 

Published: 2012-07-19  

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