| 研究課題/領域番号 |
06245103
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| 研究種目 |
重点領域研究
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究機関 | 広島大学 |
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研究代表者 |
山西 正道 広島大学, 工学部, 教授 (30081441)
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| 研究分担者 |
上田 正仁 広島大学, 工学部, 助教授 (70271070)
石原 照也 広島大学, 工学部, 助教授 (60168250)
清水 明 東京大学, 総合文化研究所, 助教授 (10242033)
秋山 英文 東京大学, 先端科学技術研究センター, 助手 (40251491)
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| 研究期間 (年度) |
1994 – 1997
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| 研究課題ステータス |
完了 (1997年度)
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| 配分額 *注記 |
155,900千円 (直接経費: 155,900千円)
1997年度: 11,500千円 (直接経費: 11,500千円)
1996年度: 30,400千円 (直接経費: 30,400千円)
1995年度: 42,000千円 (直接経費: 42,000千円)
1994年度: 72,000千円 (直接経費: 72,000千円)
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| キーワード | 自然放出光制御 / 量子閉じ込めスタルク効果 / 半導体発光素子 / 半導体 / 微小共振器 / 共振器ポラトリン / 自然量子井戸 / 共振器電気力学 / 自然放出光制御と発光素子 / 量子閉じ込めシュタルク効果 / サブポアソン光 / 非平衡メゾスコピック系 / 励起子超放射 / 分布帰還型微小共振器 / 少数光子系の量子制御 / 自然放出光 / 共振器量子電気力学 / 光子統計 / 散乱理論 / 1次元励起子 / 動的カシミール効果 / 仮想励起 / 層状ペロブスカイト構造 / サブポアッソン光 |
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| 研究概要 |
1)電子・光子系量子制御による量子半導体光デバイス a)半導体微小共振器による自然放出光制御 AlGaAs系半導体微小共振器において、まず光励起の下での実験を進め、共振器効果と励起子に対する量子閉じ込めスタルク効果(QCSE)を用いて、自然放出光の放射強度、パターン、励起子寿命の変化等を明確に示した。さらにQ値の高い共振器中で形成されるポラリトンモード分裂に与える励起子振動子強度や線幅の影響を実験的に明らかにするとともに、THz帯電磁波発生の可能性を指摘した(特許取得)。次に、量子井戸への電流注入と電圧印加の両方の機能を備えた3端子微小共振器発光素子を試作し、低温ではあるが自然放出光が制御されていることを確認した。b)半導体発光ダイオード(LED)によるサブポアソン光発生 LEDにおけるサブポアソン光発生機構を理論的、実験的に調べ、活性層への電子や正札の注入(ポンプ)過程や発光過程等の素過程がサブポアソン光発生においてはたす役割を明確にした。実験面では、市販のLEDを用いても定電流源駆動下で100MHzにわたる広帯域のサブポアソン光発生が可能であることを実証し、さらに多重接続したLEDを用いて低電圧駆動下でも同様の広帯域サブポアソン光を発生し得ることを実証した(いずれも室温)。また、理論面では光子発生に対するQCSEブロッケードを提案した。シミュレーションにより、極停電流(〜10nA)、短時間域(〜100psec)で、かつ定電圧源駆動された微小LEDからの光子出力が光子10個のレベルで見てもサブポアソン化される得ることを示した。
2)低次元電子系と量子化された電磁場の相互作用の理論 物質中の共振器量子電気力学において、従来の方法では種々の問題が発生することを指摘、物質の分極も量子的な自由度として取り入れた理論を展開し、動的カシミール効果による光子発生や吸収性共振器中の自然放出などを解析した。さらに、電子輸送の量子揺らぎを考察しLandauerの理論を多体相互作用が強い場合に拡張した。
3)自然量子井戸における自然放出制御 グレーティング上に自然量子井戸薄膜(C6H5C2N4NH3)2Pbl4)を形成した分布帰還型微小共振器を提案し、ポラトリンモードの形成、指向性自然放出等を見いだした。
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