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窒素内包C60を用いた相互可干渉単一光子の発生と高性能単一光子源の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K18743
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
研究分野 物性物理およびその関連分野
研究機関東北大学

研究代表者

枝松 圭一  東北大学, 電気通信研究所, 教授 (10193997)

研究協力者 サッドグローブ マーク  
三森 康義  
金子 俊郎  
研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2018年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2017年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
キーワード窒素内包フラーレン / フラーレン / 単一光子 / 量子光源 / 量子光学 / 原子内包フラーレン / 量子エレクトロニクス
研究成果の概要

近年の基礎量子物理学および量子情報通信技術に関する実験的研究の飛躍的進展に伴い,高性能単一光子源の開発が切望されている.本研究では,プラズマ法によって合成された窒素原子内包C60 (N@C60)からの相互可干渉単一光子の発生とその高性能単一光子源へ応用を目的とした以下の萌芽的,探索的研究を行った.
(1) 室温における単一光子放出の確認と単一光子源としての性能評価,(2) 低温における単一光子検出のための低温共焦点顕微分光装置の開発,(3) 単一光子源とナノ光ファイバとの高効率結合系の開発,

研究成果の学術的意義や社会的意義

研究期間内には企図したN@C60からの単一光子発光を確認することはできなかったが,本研究で開発した低温下単一光子分光測定システムや単一光子源とナノ光ファイバとの高効率結合に向けた研究成果は,今後の高効率単一光子源の開発や新たな単一光子発生系の研究を促し,基礎量子物理学や量子情報通信技術の実験的研究の発展に寄与するものである.

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 4件、 招待講演 2件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Direct generation of frequency-bin entangled photons via two-period quasi-phase-matched parametric downconversion2019

    • 著者名/発表者名
      Kaneda Fumihiro、Suzuki Hirofumi、Shimizu Ryosuke、Edamatsu Keiichi
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 27 号: 2 ページ: 1416-1424

    • DOI

      10.1364/oe.27.001416

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Demonstration of Displacement Sensing of a mg-Scale Pendulum for mm- and mg-Scale Gravity Measurements2019

    • 著者名/発表者名
      N. Matsumoto, S. B. Catano-Lopez, M. Sugawara, S. Suzuki, N. Abe, K. Komori, Y. Michimura, Y. Aso, and K. Edamatsu
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett.

      巻: 122 号: 7 ページ: 071101-071101

    • DOI

      10.1103/physrevlett.122.071101

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Effect of the depolarization field on coherent optical properties in semiconductor quantum dots2018

    • 著者名/発表者名
      Mitsumori Yasuyoshi、Watanabe Shunta、Asakura Kenta、Seki Keisuke、Edamatsu Keiichi、Akahane Kouichi、Yamamoto Naokatsu
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 97 号: 23

    • DOI

      10.1103/physrevb.97.235305

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 非古典光の基礎2018

    • 著者名/発表者名
      枝松圭一
    • 雑誌名

      光学

      巻: 47 ページ: 48-53

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 室温下での金ナノロッド-量子ドット結合系からの発光光子の偏光測定2019

    • 著者名/発表者名
      菅原大和, Mark Sadgrove, 三森康義, 枝松圭一
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ナノ光ファイバ近傍のエバネッセント場によるリポソームの輸送2019

    • 著者名/発表者名
      吉野峻晶, 山浦大地, 菅原大和, Mark Sadgrove, 平野愛弓, 三森康義, 枝松圭一
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Deterministic measurement of nonlocal weak values for two-qubit systems2019

    • 著者名/発表者名
      VIDIL Pierre, 三森康義, SADGROVE Mark, 枝松圭一
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 冷却機械振動子を用いた重力センサーの開発2019

    • 著者名/発表者名
      松本伸之, Seth B. Catano-Lopez, 金井天馬, 菅原大和, 鈴木聖也, 阿部尚文, 小森健太郎, 道村唯太, 麻生洋一, 枝松圭一
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Development of a milligram-scale source mass for applications in mg-mm-scale gravity measurements2019

    • 著者名/発表者名
      Seth B. Catano-Lopez, Nobuyuki MatsumotoA, B, Tenma Kanai, Masakazu Sugawara, Seiya Suzuki, Naofumi Abe, Kentaro KomoriC, Yuta MichimuraC, Yoichi AsoD, Keiichi Edamatsu
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ZnSe中の不純物中心に局在する励起子共鳴エネルギーのコヒーレント制御2019

    • 著者名/発表者名
      鈴木聖也, 三森康義, Mark Sadgrove, 枝松圭一, 小川佳宏
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ZnSe不純物中心に局在する励起子四光波混合の減衰形状の励起強度依存性2019

    • 著者名/発表者名
      三森康義, 鈴木聖也, Mark Sadgrove, 枝松圭一, 小川佳宏
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Quantum interference and wave-particle duality of dynamically unpolarized single photons2018

    • 著者名/発表者名
      Keiichi Edamatsu
    • 学会等名
      International Conference on Quantum Frontiers and Foundations
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ZnSe中の不純物中心に局在する励起子の四光波混合III2018

    • 著者名/発表者名
      三森康義, 常盤圭佑, Mark Sadgrove, 枝松圭一, 小川佳宏
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 無偏光単一光子源を用いた完全混合状態に対する誤差・擾乱の不確定性関係の検証2018

    • 著者名/発表者名
      阿部尚文,三森康義,Mark Sadgrove,枝松圭一
    • 学会等名
      日本物理学会第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Photoluminescence of Nitrogen-Atom Endohedral Fullerenes (N@C60)2017

    • 著者名/発表者名
      Seth B. Catano, Y. Mitsumori, M. Sadgrove, T. Kaneko, K. Edamatsu
    • 学会等名
      日本物理学会2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ダイヤモンド単一NV中心を用いた動的無偏光単一光子発生2017

    • 著者名/発表者名
      阿部尚文,三森康義,Mark Sadgrove,枝松圭一
    • 学会等名
      日本物理学会2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Nonlocal two-qubit measurement using spin products2017

    • 著者名/発表者名
      Keiichi Edamastsu
    • 学会等名
      3rd International Conference Quantum Foundations
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Dynamically unpolarized single-photon source in diamond with intrinsic randomness2017

    • 著者名/発表者名
      Naofumi Abe, Yasuyoshi Mitsumori, Mark Sadgrove, Keiichi Edamatsu
    • 学会等名
      RIEC International Symposium on Photonics and Optical Communications
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dynamically Unpolarized Single-Photon Source in Diamond with Intrinsic Randomnes2017

    • 著者名/発表者名
      Naofumi Abe, Yasuyoshi Mitsumori, Mark Sadgrove, Keiichi Edamatsu
    • 学会等名
      Japan Society of Applied Physics - Optical Society of America Joint Symposium 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] 単一光子と量子もつれ光子2018

    • 著者名/発表者名
      枝松 圭一
    • 総ページ数
      168
    • 出版者
      共立出版
    • ISBN
      9784320035393
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2017-07-21   更新日: 2020-03-30  

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