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極低温近接場分光法によるナノ構造中の電子波動関数のマッピングと制御

研究課題

研究課題/領域番号 16310075
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 ナノ構造科学
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

斎木 敏治  慶應義塾大学, 理工学部, 助教授 (70261196)

研究分担者 野村 晋太郎  筑波大学, 大学院数理物質科学研究科, 助教授 (90271527)
研究期間 (年度) 2004 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
13,900千円 (直接経費: 13,900千円)
2006年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2005年度: 5,700千円 (直接経費: 5,700千円)
2004年度: 6,500千円 (直接経費: 6,500千円)
キーワード波動関数 / 近接場光学顕微鏡 / 量子ドット / 窒化物半導体 / 局所状態密度 / 混晶 / ホモダイン法 / 量子井戸 / フォトルミネッセンス
研究概要

低温(ヘリウム温度)・強磁場下にて動作し、かつ30nmの空間分解能を有する近接場光学顕微鏡(NSOM)を用いてイメージング分光をおこない、半導体量子ドット、ならびにその結合状態の波動関数マッピングをおこなった。おもな成果は以下のとおりである。
(1)GaAs界面量子ドットにおいて最低準位励起子、励起子分子、ならびに励起状態の励起子の波動関数マッピングをおこない、モデル計算との定量的な一致を得た。さらに磁場中での磁気光学発光も測定し、反磁性シフトを明瞭に観察した。シフト量と波動関数マッピングにより得られる情報(量子ドットの大きさ)との相関を明らかにした。
(2)静電閉じ込め量子ドットにおいて、検出波長に依存した発光プロファイルの変化を確認し、局所状態密度のマッピングに成功したと結論付けた。
(3)GaNAs量子井戸においてN原子の不均一な分布による局在、非局在状態の実空間マッピングをおこなった。発光スペクトル形状と空間的な発光プロファイルに強い相関が確認され、クラスター状態と混晶状態が共存していることを確認した。
(4)GalnNAs量子井戸において(3)と同様、局在励起子発光の実空間マッピングをおこなった。近接する局在ポテンシャルにより結合した量子ドット構造を確認した。シュレディンガー方程式の数値計算の結果と比較し、結合したポテンシャル構造を定量的に予測した。

報告書

(4件)
  • 2006 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2007 2006 2005 2004

すべて 雑誌論文 (14件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Two-exciton state in GaSb/GaAs type II quantum dots studied using near-field photoluminescence spectroscopy2007

    • 著者名/発表者名
      K.Matsuda, S.V.Nair, H.E.Ruda, Y.Sugimoto, T.Saiki, K.Yamaguchi
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett. 90

      ページ: 13101-13101

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] FDTD modeling of a polarization near-field scanning optical microscope2006

    • 著者名/発表者名
      K.Sawada, M.Sakai, Y.Kohashi, T.Saiki, H.Nakamura
    • 雑誌名

      J. Plasma Phys. 72

      ページ: 1019-1023

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Two-exciton state in GaSb/GaAs type II quantum dots studied using nea field photoluminescence spectroscopy2006

    • 著者名/発表者名
      K.Matsuda, S.V.Nair, H.E.Ruda, Y.Sugimoto, T.Saiki, K.Yamaguchi
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett. 90

      ページ: 13101-13101

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 10 nm spatial resolution fluorescence imaging of single molecules by near-field scanning optical microscopy using a tiny aperture probe2006

    • 著者名/発表者名
      N.Hosaka, T.Saiki
    • 雑誌名

      Opt. Rev. 13

      ページ: 262-262

    • NAID

      10018209591

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Local density of states mapping of a field-induced quantum dot by near-field photoluminescence microscopy2005

    • 著者名/発表者名
      K.Matsuda, T.Saiki, S.Nomura, Y.Aoyagi
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett. 87

      ページ: 43112-43112

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Observation of amorphous recording marks using reflection-mode near-field scanning optical microscope supported by optical interference method2005

    • 著者名/発表者名
      M.Sakai, S.Mononobe, K.Yusu, T.Tadokoro, T.Saiki
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 44,9A

      ページ: 6855-6855

    • NAID

      130004766399

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Photoluminescence properties of single Mn-doped CdS nanocrystals studied by scanning near-field optical microscopy2005

    • 著者名/発表者名
      A.Ishizumi, K.Matsuda, T.Saiki, C.W.White, Y.Kanemitsu
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters 87,13

      ページ: 133104-133104

    • NAID

      120001682395

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Local density of states mapping of a field-induced quantum dot by near-field photoluminescence microscopy2005

    • 著者名/発表者名
      K.Matsuda, T.Saiki, S.Nomura, Y.Aoyagi
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters 87,4

      ページ: 43112-43112

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Nano-optical probing of exciton wave-functions confined in a GaAs quantum dot2004

    • 著者名/発表者名
      T.Saiki, K.Matsuda, S.Nomura, M.Mihara, Y.Aoyagi, S.Nair, T.Takagahara
    • 雑誌名

      J. Electron Microscopy 53

      ページ: 193-201

    • NAID

      10012932769

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Near-field photoluminescence imaging spectroscopy of ann-type modulation-doped quantum well with a lateral periodic potential2004

    • 著者名/発表者名
      K.Matsuda, T.Saiki, S.Nomura, Y.Aoyagi
    • 雑誌名

      Nanotechnology 15

      ページ: 345-348

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Direct optical observation of compositional fluctuation in GaAs_<1-x>N_x by near-field photoluminescence spectroscopy and microscopy with high spatial resolution2004

    • 著者名/発表者名
      K.Matsuda, T.Saiki, T.Yamada, T.Ishizuka
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett. 85

      ページ: 3077-3079

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Near-field photoluminescence imaging spectroscopy of an n-type modulation-doped quantum well with a lateral periodic potential2004

    • 著者名/発表者名
      K.Matsuda, T.Saiki, S.Nomura, Y.Aoyagi
    • 雑誌名

      Nanotechnology 15

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要 2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Direct optical observation of compositional fluctuation in GaAs_<1-x>N_x, by near-field photoluminescence spectroscopy and microscopy with high spatial resolution2004

    • 著者名/発表者名
      K.Matsuda, T.Saiki, T.Yamada, T.Ishizuka
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett. 85

      ページ: 3077-3079

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Direct optical observation of compositional fluctuation in GaAsN by near-field photoluminescence spectroscopy and microscopy with high spatial resolution2004

    • 著者名/発表者名
      K.Matsuda, T.Saiki, T.Yamada, T.Ishizuka
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters 85

      ページ: 3007-3007

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [図書] Roadmap of Scanning Probe Microscope2006

    • 著者名/発表者名
      T.Saiki
    • 総ページ数
      201
    • 出版者
      Springer-Verlag
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [図書] 走査型プローブ顕微鏡 最新技術と未来予測2005

    • 著者名/発表者名
      斎木敏治(分担執筆)
    • 総ページ数
      202
    • 出版者
      丸善株式会社
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書

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公開日: 2004-04-01   更新日: 2016-04-21  

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