Dynamics of Rabi oscillations and generation of quantum macroscopic coherence in an inhomogeneous quantum dot ensemble

2010 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21684017
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Condensed matter physics I
• Research Institution: Keio University (2010); The University of Electro-Communications (2009)
• Principal Investigator: HAYASE Junko (伊師 潤子) Keio University, 理工学部, 准教授 (50342746)
• Project Period (FY): 2009 – 2010
• Keywords: 光物性 / 量子情報

Research Abstract

We successfully manipulated the quantum superposition states of excitons (i.e., manipulated Rabi oscillations) in semiconductor quantum dots fabricated using strain compensation at the telecommunication wavelengths. We investigated the effects of inhomogeneities inherent to quantum dots on the dynamics of Rabi oscillations. These results lead to understanding coherent interactions between light and solid-state two-level system.

Research Products

• [Journal Article] Optical Rabi oscillations in a quantum dot ensemble (2010)
  • Author(s): M.Kujiraoka, J.Ishi-Hayase, K.Akahane, N.Yamamoto, K.Ema, M.Sasaki
  • Journal Title: Applied Physics Express 3 Pages: 092801
• [Journal Article] A new method for coherent control in a quantum dot ensemble (2009)
  • Author(s): M.Kujiraoka, J.Ishi-Hayase, K.Akahane, N.Yamamoto, K.Ema, M.Sasaki
  • Journal Title: Journal of Physics : Conference Series 193 Pages: 012125-8
• [Journal Article] Ensemble effect on Rabi oscillations of excitons in quantum dots (2009)
  • Author(s): M.Kujiraoka, J.Ishi-Hayase, K.Akahane, N.Yamamoto, K.Ema, M.Sasaki
  • Journal Title: physica status solidi (a) 206 Pages: 952-955
• [Journal Article] Macroscopic response of Rabi oscillations in a quantum dot ensemble
  • Author(s): S.Mitsutake, M.Kujiraoka, J.Ishi-Hayase, K.Akahane, N.Yamamoto, K.Ema, M.Sasaki
  • Journal Title: physica status solidi (c) in press.
• [Presentation] 集団量子ドットの巨視的非線形信号の空間分布 (2011)
  • Author(s): 光武慧, 中尾陽象, 早瀬(伊師)潤子, 赤羽浩一, 山本直克, 江馬一弘, 佐々木雅英
  • Organizer: 2011年春季第58回応用物理学関係連合講演会
  • Place of Presentation: 神奈川工科大学(神奈川)
  • Year and Date: 2011-03-26
• [Presentation] 量子ドットによる光・量子メモリの創出 (2011)
  • Author(s): 早瀬潤子
  • Organizer: 2011年春季第58回応用物理学関係連合講演会
  • Place of Presentation: 神奈川工科大学(神奈川)
  • Year and Date: 2011-03-25
• [Presentation] 量子ドット集合体からのフォトンエコー信号の干渉明瞭度 (2011)
  • Author(s): 早瀬潤子, 光武慧, 赤羽浩一, 山本直克, 江馬一弘, 佐々木雅英
  • Organizer: レーザー学会学術講演会第31回年次大会
  • Place of Presentation: 電気通信大学(東京)
  • Year and Date: 2011-01-10
• [Presentation] 量子ドット集合体フォトンエコー信号の横モード:伝搬効果 (2010)
  • Author(s): 光武慧, 中尾陽象, 早瀬潤子, 赤羽浩一, 山本直克, 江馬一弘, 佐々木雅英
  • Organizer: レーザー学会学術講演会第31回年次大会
  • Place of Presentation: 電気通信大学(東京)
  • Year and Date: 2010-12-07
• [Presentation] フォトンエコー量子メモリ実現に向けた量子ドット集合体への光位相の転写・再生実験 (2010)
  • Author(s): 早瀬潤子, 光武慧, 赤羽浩一, 山本直克, 江馬一弘, 佐々木雅英
  • Organizer: 日本光学会年次学術講演会Optics & Photonics Japan 2010
  • Place of Presentation: 中央大学駿河台記念館(東京)
  • Year and Date: 2010-11-10
• [Presentation] 半導体量子ドット集合体の励起子コヒーレンスの物理・制御・応用 (2010)
  • Author(s): 早瀬潤子
  • Organizer: 早稲田大学 第91回QMSセミナー
  • Place of Presentation: 早稲田大学(東京)
  • Year and Date: 2010-11-09
• [Presentation] 歪補償量子ドット集合体の励起子コヒーレンス (2010)
  • Author(s): 早瀬潤子
  • Organizer: 奈良先端科学技術大学院大学 特別講演
  • Place of Presentation: 奈良先端科学技術大学院大学(奈良)
  • Year and Date: 2010-10-27
• [Presentation] フォトンエコー法による量子ドット集合体への光コヒーレンスの転写・再生 (2010)
  • Author(s): 早瀬潤子, 鯨岡真美子, 光武慧, 赤羽浩一, 山本直克, 江馬一弘, 佐々木雅英
  • Organizer: 2010年秋季第71回応用物理学会学術講演会
  • Place of Presentation: 長崎大学(長崎)
  • Year and Date: 2010-09-16
• [Presentation] フォトンエコー法を用いた歪補償量子ドット集合体の励起子コヒーレンスの研究 (2010)
  • Author(s): 早瀬潤子
  • Organizer: 神戸大学「ナノ・フォトニクス技術セミナー 半導体量子ドットの光機能とその制御」
  • Place of Presentation: 神戸大学(神戸)
  • Year and Date: 2010-09-03
• [Presentation] Control of macroscopic response of Rabi oscillations in a quantum dot ensemble (2010)
  • Author(s): S.Mitsutake, M.Kujiraoka, J.Ishi-Hayase, K.Akahane, N.Yamamoto, K.Ema, M.Sasaki
  • Organizer: Fourth International Conference on Optical, Optoelectronic and Photonic Materials and Applications (ICOOPMA10)
  • Place of Presentation: Brisbane, Budapest, Hungary
  • Year and Date: 2010-08-16
• [Presentation] Excitonic Rabi oscillations in a strain-compensated quantum dot ensemble (2010)
  • Author(s): J.Ishi-Hayase, M.Kujiraoka, S.Mitsutake, K.Akahane, N.Yamamoto, K.Ema, M.Sasaki
  • Organizer: 30th International Conference on the Physics of Semiconductors (ICPS 2010)
  • Place of Presentation: COEX, Seoul, Korea
  • Year and Date: 2010-07-14
• [Presentation] Effect of Inhomogeneity on excitonic Rabi oscillations in a quantum dot ensemble (2010)
  • Author(s): J.Ishi-Hayase, M.Kujiraoka, S.Mitsutake, K.Akahane, N.Yamamoto, K.Ema, M.Sasaki
  • Organizer: The 9th International Conference on Excitonic and Photonic Processes in Condensed and Nano Materials (EXCON'10)
  • Place of Presentation: Novotel Hotel, Brisbane, QLD, Australia
  • Year and Date: 2010-07-14
• [Presentation] Dependence of dephasing on inter-dot distance in strain-compensated quantum dots (2010)
  • Author(s): Y.Nakao, C.Matsui, K.Akahane, N.Yamamoto, M.Kujiraoka, K.Ema, M.Sasaki, J.Ishi-Hayase
  • Organizer: The 9th International Conference on Excitonic and Photonic Processes in Condensed and Nano Materials (EXCON'10)
  • Place of Presentation: Novotel Hotel, Brisbane, QLD, Australia
  • Year and Date: 2010-07-14
• [Presentation] 歪補償超積層量子ドットの励起子コヒーレンス (2010)
  • Author(s): 早瀬潤子
  • Organizer: 日本学術会議公開シンポジウム"先端フォトニクスの展望"
  • Place of Presentation: 日本学術会議講堂(東京)
  • Year and Date: 2010-04-09
• [Presentation] 歪補償半導体量子ドットにおける励起子量子コヒーレンスの研究 (2010)
  • Author(s): 早瀬(伊師)潤子
  • Organizer: 日本物理学会第65回年次大会
  • Place of Presentation: 岡山大学津島キャンパス(岡山)
  • Year and Date: 2010-03-20
• [Presentation] 量子ドットによるフォトンエコー量子メモリの実現に向けて (2010)
  • Author(s): 早瀬(伊師)潤子
  • Organizer: 2010年春季第57回応用物理学関係連合講演会
  • Place of Presentation: 東海大学湘南キャンパス(神奈川)
  • Year and Date: 2010-03-19
• [Presentation] 入射光電場空間分布による集団量子ドットラビ振動の制御 (2010)
  • Author(s): 光武慧, 鯨岡真美子, 早瀬(伊師)潤子, 赤羽浩一, 山本直克, 江馬一弘, 佐々木雅英
  • Organizer: 2010年春季第57回応用物理学関係連合講演会
  • Place of Presentation: 東海大学湘南キャンパス(神奈川)
  • Year and Date: 2010-03-17
• [Presentation] 集団量子ドットラビ振動における不均一パルス面積・励起子エネルギーの影響 (2010)
  • Author(s): 早瀬(伊師)潤子, 鯨岡真美子, 光武慧, 赤羽浩一, 山本直克, 江馬一弘, 佐々木雅英
  • Organizer: 2010年春季第57回 応用物理学関係連合講演会
  • Place of Presentation: 東海大学湘南キャンパス(神奈川)
  • Year and Date: 2010-03-17
• [Presentation] 量子ドット集合体における励起子コヒーレンスの物理と制御 (2010)
  • Author(s): 早瀬(伊師)潤子
  • Organizer: 第7回先端光量子科学アライアンスセミナー
  • Place of Presentation: 慶應義塾大学日吉キャンパス(神奈川)
  • Year and Date: 2010-03-15
• [Presentation] 量子ドット集合体における量子コヒーレンスの物理と制御 電気通信大学・東京農工大学 (2009)
  • Author(s): 早瀬(伊師)潤子
  • Organizer: ナノ未来材料とコヒーレント光科学 第6回合同シンポジウム
  • Place of Presentation: 東京農工大学小金井キャンパス(東京)
  • Year and Date: 2009-12-05
• [Presentation] 光コヒーレンスの転写・再生に向けた量子ドット集合体における多光波混合測定 (2009)
  • Author(s): 早瀬(伊師)潤子, 鯨岡真美子, 光武慧, 赤羽浩一, 山本直克, 江馬一弘, 佐々木雅英
  • Organizer: 日本光学会年次学術講演会Optics & Photonics Japan 2009
  • Place of Presentation: 朱鷺メッセ:新潟コンベンションセンター(新潟)
  • Year and Date: 2009-11-25
• [Presentation] Multi-Wave-Mixing Photon-Echo in Strain-Compensated Quantum Dots (2009)
  • Author(s): J.Ishi-Hayase, S.Mitsutake, M.Kujiraoka, K.Akahane, N.Yamamoto, K.Ema, M.Sasaki
  • Organizer: International Symposium on Quantum Nanophotonics and Nanoelectronics (ISQNN2009)
  • Place of Presentation: Kamaba Research Campus, The University of Tokyo, Japan
  • Year and Date: 2009-11-19
• [Presentation] 不均一量子ドット集合体のコヒーレント制御と光コヒーレンス転写・再生の検討 (2009)
  • Author(s): 早瀬(伊師)潤子, 鯨岡真美子, 光武慧, 赤羽浩一, 山本直克, 江馬一弘, 佐々木雅英
  • Organizer: 第21回量子情報技術研究会(QIT21)
  • Place of Presentation: 電気通信大学(東京)
  • Year and Date: 2009-11-04
• [Presentation] 集団量子ドットにおける励起子ラビ振動の制御 (2009)
  • Author(s): 鯨岡真美子, 早瀬(伊師)潤子, 赤羽浩一, 山本直克, 江馬一弘, 佐々木雅英
  • Organizer: 日本物理学会2009年秋季大会
  • Place of Presentation: 熊本大学黒髪キャンパス(熊本)
  • Year and Date: 2009-09-25
• [Presentation] 歪補償量子ドットにおける多光波混合 (2009)
  • Author(s): 早瀬(伊師)潤子, 鯨岡真美子, 赤羽浩一, 山本直克, 江馬一弘, 佐々木雅英
  • Organizer: 日本物理学会2009年秋季大会
  • Place of Presentation: 熊本大学黒髪キャンパス(熊本)
  • Year and Date: 2009-09-25
• [Presentation] 集団量子ドットにおけるフォトンエコー信号の励起スペクトル幅依存性 (2009)
  • Author(s): 早瀬(伊師)潤子, 鯨岡真美子, 光武慧, 赤羽浩一, 山本直克, 江馬一弘, 佐々木雅英
  • 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(富山)
  • Year and Date: 2009-09-08
• [Presentation] Multi-wave mixing in strain-compensated quantum dots (2009)
  • Author(s): J.Ishi-Hayase, M.Kujiraoka, K.Akahane, N.Yamamoto, K.Ema, M.Sasaki
  • Organizer: The 16th international conference on Electron Dynamics In Semiconductors, Optoelectronics and Nanostructures (EDISON 16)
  • Place of Presentation: Le Corum de Montpellier, Montpellier , France
  • Year and Date: 2009-08-25
• [Presentation] A new method for coherent control in a quantum dot ensemble (2009)
  • Author(s): M.Kujiraoka, J.Ishi-Hayase, K.Akahane, N.Yamamoto, K.Ema, M.Sasaki
  • Organizer: The 16th international conference on Electron Dynamics In Semiconductors, Optoelectronics and Nanostructures (EDISON 16)
  • Place of Presentation: Le Corum de Montpellier, Montpellier, France
  • Year and Date: 2009-08-25
• [Presentation] Control of ensemble effect of Rabi oscillations in quantum dot (2009)
  • Author(s): M.Kujiraoka, J.Ishi-Hayase, K.Akahane, N.Yamamoto, K.Ema, M.Sasaki
  • Organizer: The 14th International Conference on Modulated Semiconductor structures (MSS-14)
  • Place of Presentation: Kobe International Conference Center, Kobe, Japan
  • Year and Date: 2009-07-21
• [Book] 量子ドットエレクトロニクスの最前線第2編第3章第4節(通信波長帯における歪補償量子ドットの励起子コヒーレンス) (2011)
  • Author(s): (分担執筆)早瀬潤子
  • Total Pages: 367-375
  • Publisher: 株式会社エヌ・ティー・エス
• [Book] 量子ドットの基礎と量子情報分野への応用((社)応用物理学会 量子エレクトロニクス研究会基礎からの量子光学 第3部第14章)(松岡正浩・平野琢也・岩本敏監修) (2009)
  • Author(s): (分担執筆)早瀬(伊師)潤子
  • Total Pages: 485-501
  • Publisher: オプトロニクス社
• [Remarks] ホームページ等
• [Remarks] 大学ホームページ
  • URL: http://www.appi.keio.ac.jp/staff2010/hayase.html
• [Remarks] 研究紹介ビデオ
  • URL: http://www.youtube.com/watch?v=D3wvAgDzPQc