2012 Fiscal Year Annual Research Report
化学合成した量子ドットを用いる量子光学固体素子の製造技術の研究
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24310104
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
向井 剛輝 横浜国立大学, 工学研究院, 教授 (10361867)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中嶋 聖介 横浜国立大学, 工学研究院, 研究教員 (40462709)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 量子ドット / 量子情報 |
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| Research Abstract |
化学合成によって製造する量子ドット(QD)を用いて光量子情報回路を作製するための基盤技術を構築することを、研究の目的としている。そのために今年度は、化学合成QDに適応したポリマーを用いた可変マイクロキャビティの製造と、QDを1個単位で位置制御するためのナノテンプレートを走査型プローブ顕微鏡(SPM)リソグラフィで作製する技術の開発を行った。以下に説明するように、共におおむね順調に研究成果が得られた。13項に示すように、関連テーマの複数の論文発表も行った。
ポリマー製マイクロ・キャビティの設計をほぼ完了し、更に実際に素子を試作して光反射特性を測定した。その結果、電圧を印加することで共振波長を操作できることを確認した。更に、このマイクロキャビティの一部にQDを封入させた構造の作製にも成功した。但し、実測と設計とが必ずしも一致しなかったことと、時間が足らずにQD発光による共振波長φ操作の確認に至らなかったことが、今後の課題として残った。
SPMによる陽極酸化の技法を用いて、シリコン基板表面にナノホールを任意の位置に形成し、QDをトラップする技術を検討した。陽極酸化パターンをポジ型として用いる方法とネガ型として用いる方法の2種類を充分検討した結果、ポジ型法ではQDのトラップに適した直径と深さのナノホールを実現するのは困難であるのに対し、ネガ型法では実現可能であることが分かった。更にネガ型法で作製したナノホールの3×3マトリックスに、QDをトラップさせることに成功した。その結果、今後ナノホールの直径をQD程度(5nm)まで小さくし、QD1個のトラップの実現を目指す技術的な目処が立った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
今年度の研究計画に掲げた2点の研究題目について、項目9に述べたように一定の研究成果があがっている。その結果について、共に春の応用物理学会で研究発表を行うことができた。更に現在、これらの成果に関する論文執筆の準備を始めており、1ヶ月程度以内に投稿する予定である。またこれらの研究テーマに関連の研究成果もあがり、論文投稿を行った。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究計画はおおむね順調に進展しているため、今後も計画通り、研究を推進する。平成25年度は特に、ポリマー製素子からの単一光子の発生・制御の実現、QDの化学合成条件の探索、SPMリソグラフィを用いたQDの位置制御技術の検討に注力する予定である。
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