2016 Fiscal Year Annual Research Report
Generation mechanism of ultrashort pulsed superfluorescence from semiconductor quantum dot assembly
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26400320
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
宮島 顕祐 東京理科大学, 理学部第一部応用物理学科, 講師 (20397764)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石川 陽 山梨大学, 総合研究部, 准教授 (10508807)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 超蛍光 / コヒーレンス現象 / 半導体量子ドット / 励起子分子 / TEM / XRD |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、半導体量子ドット集合系での超蛍光において「超高速コヒーレンス生成」に起因する量子ドット特有の発生メカニズムを探求している。
まず、試料作製の改善とその評価を行った。試料として用いているNaCl単結晶中のCuCl量子ドットは横型ブリッジマン法によって作製しているが、その単結晶成長速度を落とすことで母体NaClの結晶性の向上が確認された。また、前年度に引き続きTEMによる量子ドット形状や格子面の配向の観察を試みた。しかし、CuClとNaCl結晶の格子縞や電子線回折像の同時観測は非常に難しく、成果に至らなかった。一方、XRDによりCuClはNaClとその結晶面を揃えており、さらにロッキングカーブ測定からCuCl量子ドット群の方が格子面のばらつきが大きいことが分かった。
光学実験では、「シード光照射による超蛍光の発生揺らぎ制御」を初めて行った。超蛍光は自然放出光をトリガーとして起こるため、その発生過程には量子揺らぎが存在し、例えば同じ励起条件では１パルス毎に遅延時間やパルス幅は異なっていることが期待される。前年度は超蛍光スペクトルのシングルショット測定を試みたが、本年度は励起光の前にシード光を照射し、それによって生じる自然放出光でコヒーレンス生成を起こすことを試みた。実験結果より、発光が自然放出から超蛍光へ移行していく励起密度において、シード光照射による発光強度増大・短パルス化・高速発生化を確認することができた。よって、半導体量子ドット集合系においてそのコヒーレンスを光制御できる可能性を見出した。但し、その効果の詳細な条件を得るには至らなかった。前年度のシングル・ショットを含めて複合的に実験結果を積みかねていくことによって、量子揺らぎの制御の手法を確立していくことが可能となると言える。
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