2012 Fiscal Year Annual Research Report
単一光子―単一電子スピン結合系における量子状態転写の研究
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21244046
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
大岩 顕 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 講師 (10321902)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
樽茶 清悟 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40302799)
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| Project Period (FY) |
2009-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | 半導体 / メゾスコピック系・局在 / 量子情報技術 / 量子ドット / 光子－スピン量子インターフェース / 回路量子電気力学 |
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| Research Abstract |
１．量子ドット中の偏光選択励起による光子偏光－スピン量子状態転写
昨年度開発したコヒーレント転写用量子井戸基板を用いて二重量子ドットを作製し、スピンブロッケードを観測することに成功した。さらに、昨年度達成したドット間トンネルを利用した単一光子検出とスピンブロッケード効果を組み合わせることで、直線偏光照射により生成される単一電子スピンの方向を実時間でかつ高い信頼性で検出することに正孔した。これは量子インターフェースの実現に重要な世界初の成果である。円偏光照射による角運動量転写の実証までは年度内に達成できなかったが、現在も角運動量転写の実験を継続している。コヒーレント転写の実証については、量子井戸基板上の量子ドットについて、励起波長を変え、重い正孔と軽い正孔状態を区別して、コヒーレント転写に必要な軽い正孔からの励起による単一光子検出に成功した。さらにこれを使いコヒーレント転写が可能な実験条件下でコヒーレント転写を試みるところまで達成できたが、コヒーレント転写の実証には至っていない。これら一連の実験からコヒーレント転写のための量子井戸構造最適化の指針を得ることが出来た。
２．超伝導共振器中の光子状態－電子スピン結合の物理と応用
超伝導共振器に量子ドットを含む構造を作製し、スピン軌道相互作用による共振器光子と電子スピンとの結合の実現を目指した。結合のパラメータの一つであるg因子についてInAs量子ドットにおいて３次元的異方性とその電気的制御を明らかにした。また微小磁石による磁場勾配を用いた新たな結合実現の方法も試みた。まずInSbナノ細線近傍に微小磁石を配置し、効率的に所望の磁場勾配を作る素子配置を計算した。それに基づいて実際に素子を作製し、量子ドットの形成を試みその特性を測定した。
[連携研究者] 東京大学 生産技術研究所 教授 平川一彦 InAsドット試料の成長
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| Current Status of Research Progress |
Reason
24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 |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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