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2014 Fiscal Year Research-status Report

量子情報変換に向けたシリコン量子ドット素子の開発

Research Project

Project/Area Number 26630151
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

小寺 哲夫  東京工業大学, 理工学研究科, 准教授 (00466856)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2016-03-31
Keywords量子デバイス / スピンデバイス / 量子情報 / 量子ドット
Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、将来的な量子光通信の実現を目指し、ナノ構造素子における光応答の解明に向けた関連技術の開発を行うことにある。原理的に絶対安全な通信である量子光通信の基盤技術開発を目指す挑戦的な研究である。選択的に光励起が可能なシリコン二重量子ドットを実現できれば、シリコン量子ドット内の電子スピン状態を利用して、光子と電子スピンの相互作用制御・情報転写を行うことが可能となる。
本年度の研究においては、設計通りにシリコン2重量子ドットを形成し、各量子ドットに1つずつ電子が入った状態を実現することができた。この状態は、光照射の効果について物理を詳細に調べるために必要である。また各量子ドットの電子数を制御し、量子ドット内の電子状態を異なる状態にすることも達成した。この状態は、各量子ドットにおける励起エネルギーが異なり、ある波長の光に対して選択的に光励起を行える状態を実現できた可能性がある。これらの結果は、学術論文誌や、国際会議、国内学会において公表を行った。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

設計通りにシリコン2重量子ドットを形成し、各量子ドットに1つずつ電子が入った状態を実現することができた。この状態は、光照射の効果について物理を詳細に調べるために必要であり、重要な進展があったと言える。

Strategy for Future Research Activity

スピン依存トンネル現象のダイナミクス、光照射効果について詳細を調べるための測定系構築を進め、物理の解明を行う。

Causes of Carryover

新規に作製したシリコン量子ドットデバイスを測定したところ、新しい現象が観測されたため、ダイナミクスの測定系の構築を次年度に変更した。

Expenditure Plan for Carryover Budget

高周波や光に対する応答の測定系の構築に必要な装置、部品類を購入する。

  • Research Products

    (10 results)

All 2015 2014

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (7 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Back-action-induced excitation of electrons in a silicon quantum dot with a single electron transistor charge sensor2015

    • Author(s)
      K. Horibe, T. Kodera, and S. Oda
    • Journal Title

      Appl. Phys. Lett.

      Volume: 106 Pages: 053119-1-4

    • DOI

      10.1063/1.4907894

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Lithographically-defined few-electron silicon quantum dots based on a silicon-on-insulator substrate2015

    • Author(s)
      K. Horibe, T. Kodera, and S. Oda
    • Journal Title

      Appl. Phys. Lett.

      Volume: 106 Pages: 083111-1-4

    • DOI

      10.1063/1.4913321

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Fabrication and characterization of p-channel Si double quantum dots2014

    • Author(s)
      K. Yamada, T. Kodera, T. Kambara, and S. Oda
    • Journal Title

      Appl. Phys. Lett.

      Volume: 105 Pages: 113110-1-4

    • DOI

      10.1063/1.4896142

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] リソグラフィにより形成されたシリコン2重結合量子ドット内の電子スピン状態のパルス測定2015

    • Author(s)
      堀部浩介、小寺哲夫、小田俊理
    • Organizer
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      東海大学、平塚市
    • Year and Date
      2015-03-12
  • [Presentation] ゲート制御性を向上したSi-MOS量子ドットデバイスの作製と評価2015

    • Author(s)
      本田拓夢、小寺哲夫、米田淳、武田健太、樽茶清悟、小田俊理
    • Organizer
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      東海大学、平塚市
    • Year and Date
      2015-03-11
  • [Presentation] Few-carrier regimes in lithographically-defined Si quantum dots2014

    • Author(s)
      T. Kodera
    • Organizer
      3rd International Conference and Exhibition on Materials Science & Engineering
    • Place of Presentation
      San Antonio, USA
    • Year and Date
      2014-10-07
    • Invited
  • [Presentation] アンドープ基板を用いたSi/SiGe量子ドットデバイスのノイズ評価2014

    • Author(s)
      本田拓夢,武田健太,神岡純,米田淳,Marian Marx,小寺哲夫,樽茶清悟,小田俊理
    • Organizer
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      北海道大学、札幌市
    • Year and Date
      2014-09-19
  • [Presentation] チャージセンサを用いた2重結合シリコン量子ドット内のスピンブロッケード現象の観測2014

    • Author(s)
      堀部浩介,小寺哲夫,小田俊理
    • Organizer
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      北海道大学、札幌市
    • Year and Date
      2014-09-17
  • [Presentation] 2つのシリコン2重量子ドットデバイス間の静電結合観測2014

    • Author(s)
      呂逸,堀部浩介,小寺哲夫,小田俊理
    • Organizer
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      北海道大学、札幌市
    • Year and Date
      2014-09-17
  • [Presentation] Fabrication and Characterization of Silicon Double Quantum Dots for Quantum Information Devices2014

    • Author(s)
      T. Kodera
    • Organizer
      Collaborative Conference on Materials Research (CCMR) 2014
    • Place of Presentation
      Incheon, Korea
    • Year and Date
      2014-09-11
    • Invited

URL: 

Published: 2016-05-27  

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