• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to project page

2015 Fiscal Year Annual Research 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。
本研究によって、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、各量子ドット内の電子状態を異なる状態に調整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。
最終年度には、より安定的に動作するシリコン量子ドットを実現することに成功した。具体的には、薄膜化したシリコンを用いて量子ドットを作製し、厚み方向の閉じ込めを強めることによって、量子ドットの帯電エネルギーの増大を実証した。大きな帯電エネルギーは、光照射時の素子の安定性のために必要である。
これらの成果は、学術論文誌や、国際会議、国内学会において公表を行った。

  • Research Products

    (26 results)

All 2016 2015 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (21 results) (of which Int'l Joint Research: 10 results,  Invited: 2 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] Hitachi Cambridge Laboratory(英国)

    • Country Name
      UNITED KINGDOM
    • Counterpart Institution
      Hitachi Cambridge Laboratory
  • [Journal Article] Quantum dots in single electron transistors with ultrathin silicon-on-insulator structures2015

    • Author(s)
      S. Ihara, A. Andreev, D. A. Williams, T. Kodera, and S. Oda
    • Journal Title

      Appl. Phys. Lett.

      Volume: 107 Pages: 013102-1-4

    • DOI

      10.1063/1.4926335

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Ge/Si core/shell nanowires with controlled low temperature grown Si shell thickness2015

    • Author(s)
      T. Noguchi, K. Morita, M. Simanullang, Z. Xu, K. Usami, Y. Kawano, T. Kodera and S. Oda
    • Journal Title

      Phys. Status Solidi A

      Volume: 212, 7 Pages: 1578-1581

    • DOI

      10.1002/pssa.201532340

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] スピン量子デバイスに向けた少数電子シリコン量子ドットの研究2016

    • Author(s)
      堀部浩介、小寺哲夫、小田俊理
    • Organizer
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      東京工業大学、目黒区
    • Year and Date
      2016-03-21
    • Invited
  • [Presentation] 多層Al ゲート構造を用いたSi-MOS 量子ドットデバイス作製プロセスの検討2016

    • Author(s)
      本田 拓夢、米田 淳、武田 健太、川那子 高暢、小寺 哲夫、樽茶 清悟、小田 俊理
    • Organizer
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      東京工業大学、目黒区
    • Year and Date
      2016-03-19
  • [Presentation] 極薄膜SOIを用いた量子ドットデバイスの作製と評価2016

    • Author(s)
      西野 孝夫、平岡 宗一郎、井原 敏、小寺 哲夫、小田 俊理
    • Organizer
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      東京工業大学、目黒区
    • Year and Date
      2016-03-19
  • [Presentation] 極低温下連続マイクロ波照射下での単一量子ドットの電子輸送特性2016

    • Author(s)
      前川 未知瑠、テノリオペルル ハイメ、ヘルブスレブ エルンスト、山岡 裕、小寺 哲夫、小田 俊理
    • Organizer
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      東京工業大学、目黒区
    • Year and Date
      2016-03-19
  • [Presentation] P型Si二重量子ドット内の少数正孔領域でのパウリスピンブロッケードの観測2016

    • Author(s)
      岩崎 一真、小寺 哲夫、小田 俊理
    • Organizer
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      東京工業大学、目黒区
    • Year and Date
      2016-03-19
  • [Presentation] 高濃度ドーピングしたシリコンを用いた単一量子ドットの正孔輸送特性2016

    • Author(s)
      山岡 裕、小田 俊理、小寺 哲夫
    • Organizer
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      東京工業大学、目黒区
    • Year and Date
      2016-03-19
  • [Presentation] スピン量子情報デバイスに向けたシリコン量子ドットの研究2015

    • Author(s)
      小寺哲夫
    • Organizer
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場、名古屋市
    • Year and Date
      2015-09-15
    • Invited
  • [Presentation] シリコン2重量子ドットにおける正孔輸送特性2015

    • Author(s)
      岩崎一真、小寺哲夫、小田俊理
    • Organizer
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場、名古屋市
    • Year and Date
      2015-09-15
  • [Presentation] 高濃度ドーピングしたシリコンを用いた2重量子ドットの電子輸送特性2015

    • Author(s)
      山岡裕、小田俊理、小寺哲夫
    • Organizer
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場、名古屋市
    • Year and Date
      2015-09-15
  • [Presentation] サイドゲートによるシリコン3重量子ドットの単電子移動制御2015

    • Author(s)
      平岡宗一郎、堀部浩介、小寺哲夫、小田俊理
    • Organizer
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場、名古屋市
    • Year and Date
      2015-09-15
  • [Presentation] Si-MOS構造を有する多重量子ドットデバイスの特性評価2015

    • Author(s)
      本田拓夢、米田淳、武田健太、小寺哲夫、樽茶清悟、小田俊理
    • Organizer
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場、名古屋市
    • Year and Date
      2015-09-15
  • [Presentation] Physically-defined silicon triple quantum dots in metal-oxide-semiconductor structures2015

    • Author(s)
      S. Hiraoka, K. Horibe, R. Mizokuchi, T. Kodera, and S. Oda
    • Organizer
      Silicon Quantum Electronics Workshop 2015
    • Place of Presentation
      Takamatsu, Japan
    • Year and Date
      2015-08-04
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Characterization of physically-defined double quantum dots on highly-doped silicon substrate2015

    • Author(s)
      Y. Yamaoka, S. Oda and T. Kodera
    • Organizer
      Silicon Quantum Electronics Workshop 2015
    • Place of Presentation
      Takamatsu, Japan
    • Year and Date
      2015-08-04
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Physically-defined quantum dots fabricated on silicon-on-insulator substrate2015

    • Author(s)
      T. Kodera, K. Horibe, K. Yamada, S. Ihara, T. Kambara, A. Andreev, D. A. Williams, Y. Arakawa, and S. Oda
    • Organizer
      Silicon Quantum Electronics Workshop 2015
    • Place of Presentation
      Takamatsu, Japan
    • Year and Date
      2015-08-04
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Integration of Quantum Dots on Ultrathin Silicon-on-Insulator Film2015

    • Author(s)
      S. Ihara, A. Andreev, D. A. Williams, T. Kodera, and S. Oda
    • Organizer
      21th International Conference on Electronic Properties of Two-Dimensional Systems (EP2DS-21)
    • Place of Presentation
      Sendai, Japan
    • Year and Date
      2015-07-30
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Few-Electron and Few-Hole Regimes in Silicon Double Quantum Dots2015

    • Author(s)
      K. Horibe, K. Yamada, T. Kodera, and S. Oda
    • Organizer
      21th International Conference on Electronic Properties of Two-Dimensional Systems (EP2DS-21)
    • Place of Presentation
      Sendai, Japan
    • Year and Date
      2015-07-30
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Physically-Defined Few-Electron Triple Quantum Dots in Metal-Oxide-Semiconductor Structures2015

    • Author(s)
      S. Hiraoka, K. Horibe, T. Kodera, and S. Oda
    • Organizer
      21th International Conference on Electronic Properties of Two-Dimensional Systems (EP2DS-21)
    • Place of Presentation
      Sendai, Japan
    • Year and Date
      2015-07-27
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Fabrication and characterization of physically-defined double quantum dots without unintentional localized states on highly-doped silicon substrate2015

    • Author(s)
      Y. Yamaoka, T. Kodera, S. Oda
    • Organizer
      The 2015 IEEE Silicon Nanoelectronics Workshop (SNW2015)
    • Place of Presentation
      Kyoto, Japan
    • Year and Date
      2015-06-14
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Fabrication of a highly controllable Si-MOS quantum dot device2015

    • Author(s)
      T. Honda, J. Yoneda, K, Takeda, T. Kodera, S. Tarucha, and S. Oda
    • Organizer
      The 2015 IEEE Silicon Nanoelectronics Workshop (SNW2015)
    • Place of Presentation
      Kyoto, Japan
    • Year and Date
      2015-06-14
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Charge sensing of p-channel double quantum dots fabricated on (110) silicon substrate2015

    • Author(s)
      K. Iwasaki, T. Kodera, and S. Oda
    • Organizer
      The 2015 IEEE Silicon Nanoelectronics Workshop (SNW2015)
    • Place of Presentation
      Kyoto, Japan
    • Year and Date
      2015-06-14
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Coupled Si quantum dot devices2015

    • Author(s)
      T. Honda, K. Horibe, R. Mizokuchi, L. Yi, K. Iwasaki, S. Hiraoka, T. Kodera, S. Oda
    • Organizer
      11th International Nanotechnology Conference on Communication and Cooperation (INC11)
    • Place of Presentation
      Fukuoka, Japan
    • Year and Date
      2015-05-11
    • Int'l Joint Research
  • [Book] Nanoscale Silicon Devices2015

    • Author(s)
      T. Kodera and S. Oda
    • Total Pages
      288 (231-253)
    • Publisher
      CRC press
  • [Remarks]

    • URL

      http://t2r2.star.titech.ac.jp/cgi-bin/researcherpublicationlist.cgi?q_researcher_content_number=CTT100574609

URL: 

Published: 2017-01-06   Modified: 2022-01-31  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi