2010 Fiscal Year Annual Research Report
第一原理的手法によるデコヒーレンスまで含めた共振器QED効果の検証
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20560042
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
落合 哲行 独立行政法人物質・材料研究機構, 量子ドットセンター, 主任研究員 (80399386)
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| Keywords | 共振器QED / 局所状態密度 / フォトニックワイヤー構造 |
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| Research Abstract |
前年度に引き続き、共振器QED効果をみるために最も重要となるフォトンの局所状態密度を第一原理的に計算する手法を構築した。また通常の電気双極子遷移だけでなく、磁気双極子遷移をも扱えるように理論を拡張した。特に、フォトニックバンド端での増強効果と、フォトンの取り出しを容易にする、周期内包型フォトニックワイヤー構造に焦点をあて、その系の特性を詳細に解析した。最初にフォトニックワイヤー構造における光の散乱を記述する理論の定式化をおこない、その応用として、電子ビームを当てた場合におこる光の放射や電子エネルギー損失分光によって、バンド構造を実験的に測定できることを示した。また、フォトニックワイヤー構造中に導入された孤立した量子ドットからの発光特性を解析し、バンド端効果によって、ラビ分裂がおきることを示した。またフォトニックワイヤー構造を介して相互作用する2個の量子ドットからの発光についても解析した。
関連するテーマとして、磁気光学効果によって時間反転対称性をあらわに破ったフォトンの系を考え、その系の相図と、トポロジカルに保護される光の導波路モードについて詳細な解析をおこなった。このようなモードは不規則性やデコヒーレンスにつよく、遠隔量子ドット間の量子情報処理に有効であると考えられる。
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