2013 Fiscal Year Annual Research Report
半導体ナノ粒子上の精密電荷制御による単一光子パルス発生器の作製
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22681012
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
安武 裕輔 東京大学, 総合文化研究科, 助教 (10526726)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | 単一光子 / 半導体ナノ粒子 / 固浸レンズ / ナノワイヤ |
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| Research Abstract |
本研究では、半導体ナノ粒子と外部制御素子を融合させたオンデマンド単一光子源の創製を目的とした研究を進めてきた。
本年度は、半導体ナノ粒子とKT結晶(KTaO3)を固浸レンズとして組み合わせた単一光子源の実証を行った。KT結晶は可視から近赤外領域まで屈折率２以上の安定な透明酸化物結晶であり、固浸レンズとして用いることで高開口数(NA)を実現できる。またKT結晶にニオブを添加したKTN結晶は酸化物として最大の電気光学効果を発現するため、電極をつけたKTN結晶を固浸レンズとして単一光子源と融合することで、電界による高速変調・波長制御能を有するオンデマンド単一光子源が可能となる。
前年度までに構築した紫外から近赤外領域まで測定可能な顕微フォトルミネッセンスイメージング測定系と固浸レンズと対物レンズを組み合わせた高NA測定系を用いて、半導体ナノ粒子(CdSe/CdSナノ粒子、ダイヤモンドナノクリスタル中窒素空孔欠陥など)からの単一光子発生を二次の強度相関測定から実証した。しかしながらCdSe/CdSコアシェル型ナノ粒子では発光明滅現象(ブリンキング)や大気安定性の観点から、安定した単一光子源として適用することが困難であった。今後ワイドバンドギャップ半導体であるダイヤモンドを基本材料として、格子欠陥を有するダイヤモンドナノクリスタルと電界制御可能なKTN固浸レンズを組み合わせたオンデマンド単一光子源の創製を進めたい。
また半導体ナノ構造からの近赤外単一光子発生を目的として、シリコン酸化膜内に形成した歪ゲルマニウムナノワイヤからのフォトルミネッセンスイメージングを行い、0.4％程度の伸張歪ゲルマニウムワイヤからの直接遷移由来蛍光の観察に初めて成功した。またSpin-on-Dopantを用いた簡便で低温プロセス可能な表面被覆技術を適用することで、直接遷移発光の増強に初めて成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25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 |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(12 results)
