Device Physics of High Temperature Operational Single Photon Emitters

• 研究課題/領域番号: 15H06141
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 電子デバイス・電子機器
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: Holmes Mark 東京大学, 生産技術研究所, 准教授 (90760570)
• 研究期間 (年度): 2015-08-28 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円); 2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: 単一光子発生 / 窒化物ガリウム / 量子ドット

研究成果の概要

位置制御されたナノワイヤGaN量子ドットにおいて350K（摂氏７７度）における単一光子発生を世界で初めて実現した。発光自体は400Kまで確認されたが、発光強度の温度依存性を調べた結果、温度が３００Ｋを超えると、発光強度が急に下がることが分かった。更に、ドット内のエキシトンとフォノンとの相互作用の影響で起きる発光線幅の増大も具体的に研究し、他の材料の既存文献データと比較した。ＧａＮには、変形ポテンシャルだけではなく、ピエゾの相互作用メカニズムが存在するため、フォノン相互作用によって起きる発光線幅増大の程度が大きい。

研究成果

• [雑誌論文] Emission of Linearly Polarized Single Photons from Quantum Dots Contained in Nonpolar, Semipolar, and Polar Sections of Pencil-Like InGaN/GaN Nanowires (2017)
  • 著者名/発表者名: Z. Gacevic, M. Holmes, E. Chernysheva, M. Muller, A. Torres-Pardo, P. Veit, F. Bertram, J. Christen, J. M. G. Calbet, Y. Arakawa, E. Calleja, and S. Lazic
  • 雑誌名: ACS Photonics 巻: 4 号: 3 ページ: 657-664
  • DOI: 10.1021/acsphotonics.6b01030
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Single Photons from a Hot Solid-State Emitter at 350K (2016)
  • 著者名/発表者名: Mark J. Holmes, Satoshi Kako, Kihyun Choi, Munetaka Arita, and Yasuhiko Arakawa
  • 雑誌名: ACS Photonics 巻: 3 号: 4 ページ: 543-546
  • DOI: 10.1021/acsphotonics.6b00112
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] GaNナノワイヤ量子ドットと単一光子発生 (2017)
  • 著者名/発表者名: M. Holmes, S. Kako, K. Choi, M. Arita, and Y. Arakawa
  • 学会等名: 2017年電子情報通信学会総合大会
  • 発表場所: Ｎａｇｏｙａ， Ｊａｐａｎ
  • 年月日: 2017-03-22
  • 招待講演
• [学会発表] QD single photon sources: operation at high temperature (2017)
  • 著者名/発表者名: M. Holmes, S. Kako, K. Choi, M. Arita, amd Y. Arakawa
  • 学会等名: JSAP Workshop on Quantum Information and Related Technologies
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 2017-03-02
  • 招待講演
• [学会発表] III-nitride based quantum dots for single photon emission (2017)
  • 著者名/発表者名: M. Holmes, S. Kako, K. Choi, M. Arita, amd Y. Arakawa
  • 学会等名: International Symposium on Photonics and Electronics Science and Engineering 2017
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Ｎｏｎｐｏｌａｒ, semipolar and polar III-Nitride dot-in-a-wire sources of linearly polarized single photons (2016)
  • 著者名/発表者名: Z. Gacevic, M. Holmes, E. Chernysheva, A. Torres-Pardo, J. M. Gonzalez-Callbet, Y. Arakawa, E. Calleja, and S. Lazic
  • 学会等名: 17th International Workshop on Nitride Semicondictors
  • 発表場所: Florida, USA
  • 年月日: 2016-10-02
  • 国際学会
• [学会発表] The extreme emisison properties of III-nitride quantum dots and the effects of extreme environments on those properties (2016)
  • 著者名/発表者名: M. Holmes, S. Kako, K. Choi, M. Arita, amd Y. Arakawa
  • 学会等名: 17th International Workshop on Nitride Semicondictors
  • 発表場所: Florida, USA
  • 年月日: 2016-10-02
  • 国際学会
• [学会発表] GaNナノワイヤ量子ドットからの直線偏光単一光子発生 (2016)
  • 著者名/発表者名: M. Holmes, S. Kako, K. Choi, M. Arita, and Y. Arakawa
  • 学会等名: 第77回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 新潟県新潟市
  • 年月日: 2016-09-13
• [学会発表] Single photon emission from a site-controlled nanowire quantum dot at 77c (350k) (2016)
  • 著者名/発表者名: Mark J. Holmes, Satoshi Kako, Kihyun Choi, Munetaka Arita, and Yasuhiko Arakawa
  • 学会等名: The 9th International Conference on Quantum Dots
  • 発表場所: Jeju, Korea
  • 年月日: 2016-05-22
  • 国際学会