2022 Fiscal Year Annual Research Report
Indistinguishable photon generation by localized polarization in semiconductors using a local field effect
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20H01831
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| Research Institution | Kitasato University |
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Principal Investigator |
三森 康義 北里大学, 理学部, 教授 (70375153)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
赤羽 浩一 国立研究開発法人情報通信研究機構, ネットワーク研究所, 副ラボ長 (50359072)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 量子ドット / 光子 / 局在電子分極 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
光子を利用する量子計算・量子情報通信では量子干渉を利用するため、見分けのつかない高い不可識別性をもつ単一光子が多数、必要である。現在、半導体における不可識別光子発生は個々の量子ドットや不純物中心からの発光光子の波長・波束を一致させるために、結晶成長後に煩雑な微細加工・高度な分光法などが必要である。一方、実際の量子計算では多数の不可識別光子が必要であり、より簡便で平易な方式で不可識別光子を多数発生する方法が求められている。本研究では単一電子分極内の光誘起電荷間のクーロン相互作用である局所電場効果で精密発光波長制御を行う新しい不可識別光子発生法を開発することを目的に研究を行った。本年度は、昨年度作製した微小共振器中の量子ドットにおいて単一量子ドット分光ならびにアンチバンチング測定を行い、微小共振器中の量子ドットから単一光子が発生していることを確かめ、光子の発生効率も微小共振器なしのサンプルに比べ非常に効率が良いことを確認した。また、単一電子分極に対し共鳴励起下で局所電場効果による共鳴線シフトを測定するための実験系の構築を行った。構築した実験系は、励起子分子２光子共鳴励起を利用する実験系である。励起子分子２光子共鳴励起では、励起光のエネルギーと励起子分子の発光光子、励起子の発光光子のエネルギーが異なるため、それぞれの光をスペクトル上で分離可能な実験上の利点がある。この光学系を用いて２光子共鳴励起下で励起子分子発光、励起子発光の測定に成功した。また、量子ドットと金属プラズモンを結合させ、発光寿命の高速化（パーセル効果）に関しても実験を行い、金属プラズモン共鳴による発光線幅の増大効果によって不可識別性の向上が期待できる点に関しても知見を得た。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] Multi-Order Quasi-Phase Matching for Generation of Pure Heralded Single Photons2022
Author(s)
Kaneda, F., Oikawa, J., Yabuno, M., China, F., Miki, S., Terai, H., Mitsumori, Y., Edamatsu, K.
Organizer
Quantum 2.0, QUANTUM 2022
Int'l Joint Research
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