単電子トランジスタを用いた単一光子発生素子

• 研究課題/領域番号: 19681016
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: マイクロ・ナノデバイス
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 中岡 俊裕 東京大学, 生産技術研究所, 特任准教授 (20345143)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2009
• 研究課題ステータス: 完了 (2009年度)
• 配分額: 20,280千円 (直接経費: 15,600千円、間接経費: 4,680千円); 2009年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2008年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2007年度: 17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
• キーワード: 単電子トランジスタ / 単一光子素子 / 量子ドット

研究概要

本研究では、自己形成量子ドットを用い、単電子トランジスタと単一光子素子を融合させた素子の開発を行った。単電子トランジスタの機能により電子数を制御した上で光子を発生させることが目的である。キャップ層を持つ量子ドットを用いた単電子トランジスタ構造の作製に成功し、良好な電子輸送特性(クーロンダイアモンドの観測)に成功し、かつ、同構造に埋め込まれた量子ドットからの発光、光電流をゲート電圧により制御することに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Tunneling-Injection Single-Photon Emitter Using Charged Exciton State (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Miyazawa, T. Nakaoka, K. Takemoto, S. Hirose, S. Okumura, M. Takatsu, T. Usuki, N. Yokoyama, Y. Arakawa
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 48
  • NAID: 210000066934
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tunneling-Injection Single-Photon Emitter Using Charged Exciton State (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Miyazawa, T.Nakaoka, K.Takemoto, S.Hirose, S.Okumura, M.Takatsu, T.Usuki, N.Yokoyama, Y.Arakawa
  • 雑誌名: Jpn.J.Appl.Phys. 48
  • NAID: 210000066934
  • 査読あり
• [雑誌論文] Biexcitonic photocurrent induced by two-photon process at a telecommunication band (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Kodera, A.Suzuki, T.Miyazawa, H.Takagi, N.Kumagai, K.Watanabe, T.Nakaoka, Y.Arakawa
  • 雑誌名: physica status solidi(c) 6 ページ: 1445-1448
  • 査読あり
• [雑誌論文] Exciton dynamics in current-injected single quantum dot at 1. 55μm (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Miyazawa, T. Nakaoka, T. Usuki, Y. Arakawa, K. Takemoto, S. Hirose, S. Okumura, M. Takatsu, N. Yokoyama
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett. 92 ページ: 161104-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electric field modulation of exciton recombination in InAs/GaAs quantum dots emitting at 1. 3μm (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Miyazawa, T. Nakaoka, T. Usuki, J. Tatebayashi, Y. Arakawa, S. Hirose, K. Takemoto, M. Takatsu, N. Yokoyama
  • 雑誌名: J. Appl. Phys. 104 ページ: 13504-11
  • 査読あり
• [雑誌論文] Observation of very narrow fine-structure splittings in self-assembled quantum dots by photocurrent spectroscopy (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Takagi, T. Nakaoka, K. Watanabe, N. Kumagai, S. Iwamoto, Y. Arakawa
  • 雑誌名: Physica E 40 ページ: 2192-2194
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electric field modulation of exciton recombination in InAs/GaAs quantum dotsemitting at 1.3 μm (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Miyazawa, T. Nakaoka, T. Usuki, J. Tatebayashi, Y. Arakawa, S. Hirose, K. Takemoto, M. Takatsu, and N. Yokoyama
  • 雑誌名: J. Appl. Phys. 104 ページ: 13504-11
  • 査読あり
• [雑誌論文] Exciton dynamics in current-injected single quantum dot at 1.55 μm (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Miyazawa, T. Nakaoka, T. Usuki, Y. Arakawa, K. Takemoto, S. Hirose, S. Okumura, M. Takatsu, N. Yokoyama
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett. 92 ページ: 161104-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrical tuning of g-factor in single self-assembled quantum dots (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Nakaoka, S. Tarucha, Y. Arakawa
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 76
  • 査読あり
• [雑誌論文] Coulomb blockade in a self-assembled GaN quantum dot (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Nakaoka, S. Kako, S. Tarucha, Y. Arakawa
  • 雑誌名: 90
  • 査読あり
• [学会発表] Lateral single electron transport in capped self-assembled quantum dots (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Nakaoka, K. Watanabe, N. Kumagai, Y. Arakawa
  • 学会等名: The 14th International Conference on Modulated Semiconductor Structures (MSS14)
  • 発表場所: 神戸、日本
  • 年月日: 2009-07-21
• [学会発表] Lateral single electron transport in capped self-assembled quantum dots (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Nakaoka, K.Watanabe, N.Kumagai, Y.Arakawa
  • 学会等名: The 14th International Conference on Modulated Semiconductor Structures(MSS14)
  • 発表場所: 神戸、日本
  • 年月日: 2009-07-21
• [学会発表] Biexiciton Rabi oscillation in a single quantum dot at a telecommunication band (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Kodera, A. Suzuki, T. Miyazawa, H. Takagi, N. Kumagai, K. Watanabe, T. Nakaoka and Y. Arakawa,
  • 学会等名: 35th International Symposium on Compound Semiconductors (ISCS 2008)
  • 発表場所: Rust, Germany
  • 年月日: 2008-09-22
• [学会発表] 自己形成量子ドットを用いた単電子トランジスタ構造における光電流、発光の制御 (2008)
  • 著者名/発表者名: 中岡俊裕, 渡邉克之, 熊谷直人, 荒川泰彦
  • 学会等名: 日本物理学会2008年秋季大会
  • 発表場所: 盛岡、日本
  • 年月日: 2008-09-20
• [学会発表] Observation of exciton Rabi oscillations at a telecommunication wavelength by photocurrent spectroscopy (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Nakaoka, H. Takagi, T. Kodera, N. Kumagai, K. Watanabe, Y. Arakawa
  • 学会等名: the 5th International Conference on Semiconductor Quantum Dots
  • 発表場所: Gyeongju, Korea
  • 年月日: 2008-05-13
• [学会発表] Gate-Controlled Electron Tunneling, Photocurrent and Photoemission in Self-assembled Quantum Dots (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Nakaoka, K. Watanabe, N. Kumagai, Y. Arakawa
  • 学会等名: 8th International Conference on Physics of Light-Matter Coupling in Nanostructures
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 2008-04-08
• [学会発表] Spin Fine Structures of a Single Quantum Dot Studied by Photocurrent Spectroscopy (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Takagi, T. Nakaoka, K. Watanabe, N. Kumagai, S. Iwamoto, Y. Arakawa
  • 学会等名: Frontiers in Nanoscale Science and Technology
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2007-03-30
• [学会発表] Electrical tuning of g-factor in single self-assembled quantum dot (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Nakaoka, S. Tarucha, Y. Arakawa
  • 学会等名: Frontiers in Nanoscale Science and Technology
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2007-03-30
• [学会発表] 自己形成量子ドットにおける励起子ゼーマン分裂の電気的制御 (2007)
  • 著者名/発表者名: 中岡俊裕、佐藤俊彦、樽茶清悟、荒川泰彦
  • 学会等名: 2007年春季第54回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 青山学院大学相模原キャンパス, 神奈川
  • 年月日: 2007-03-29
• [学会発表] 1.3mm通信波長帯における単一量子ドットの光電流分光測定～コヒーレント制御を目指して～ (2007)
  • 著者名/発表者名: 都木宏之, 中岡俊裕, 渡邉克之, 熊谷直人, 岩本敏, 荒川泰彦
  • 学会等名: 2007年秋季第68回応用物理学学術講演会
  • 発表場所: 北海道工業大学, 北海道
  • 年月日: 2007-03-28
• [備考]
  • URL: http://www.ncrc.iis.u-tokyo.ac.jp/global/nakaoka.html
• [備考]
  • URL: http://www.ncrc.iis.u-tokyo.ac.jp/global/nakaoka.html