フーリエ分光法に基づく量子ドットで発生する単一光子の偏光状態測定装置の開発

• 研究課題/領域番号: 20760002
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 応用物性・結晶工学
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 笹倉 弘理 北海道大学, 電子科学研究所, 助教 (90374595)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2009
• 研究課題ステータス: 完了 (2009年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2009年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2008年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
• キーワード: スピントロニクス / 異方性交換相互作用 / 半導体量子構造 / 量子ドット / 量子リング / ナノワイヤ / コヒーレンス / 量子情報 / 核スピン

研究概要

位相揺らぎの少ない単光子源及びもつれ合い光子対源の実現を目指し,量子ナノ構造を形成する核スピンの無秩序性による光子源の量子性の悪化を抑制することを目的として.単一量子ドット構造内の核スピンの制御に着手し,5Tにもおよぶ核磁場形成を確認した.核磁場は局所性及び双安定特性といった特異性を有しており,量子情報処理分野への応用が期待できる.またもつれ合い光子対発生に致命的となる異方性交換分裂を抑制できる量子ナノ構造を探索し,量子リング構造及び量子ナノワイヤー構造が有力な候補であることを,偏光測定及び光子相関測定により実証した.

研究成果

• [雑誌論文] 核スピンを光で見る・操作する-半導体量子ドットの動的核偏極 (2010)
  • 著者名/発表者名: 笹倉弘理, 鍜治怜奈, 足立悟, 武藤俊一
  • 雑誌名: 日本物理学会誌 平成22年4月号 ページ: 247-251
• [雑誌論文] Exciton coherence in clean single InP/InAsP/InP nanowire quantum dots emitting in infra-red measured by Fourier spectroscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Sasakura, H.Kumano, I.Suemune, J.Motohisa, Y.Kobayashi, M.van Kouwen, K.Tomioka, T.Fukui, N.Akopian, V.Zwiller
  • 雑誌名: Journal of Physics 193 ページ: 12132-12132
  • 査読あり
• [雑誌論文] Formation of nanoscale magnetic field by nuclear spin polarization in individual quantum dots (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Sasakura, S.Adachi, R.Kaji, S.Muto
  • 雑誌名: physica status solidi (c) 6 ページ: 837-837
  • 査読あり
• [雑誌論文] Zero effective electron g -factor of QD realized by optically induced nuclear field (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Sasakura, S.Adachi, R.Kaji, K.Yamada, S.Muto
  • 雑誌名: physica status solidi (b) 256 ページ: 784-784
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spin-flip quenching in trion state mediated by optical phonons in a single quantum dot (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Kumano, S.Ekuni, H.Kobayashi, H.Sasakura, I.Suemune, S.Adachi, S.Muto
  • 雑誌名: physica status solidi (b) 246 ページ: 775-775
  • 査読あり
• [雑誌論文] Formation of nanoscale magnetic field by nuclear spin polarization in individual quantum dots (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Sasakura, S.Adachi, R.Kaji, S.Muto
  • 雑誌名: physica status solidi(c) 6 ページ: 837-840
  • 査読あり
• [雑誌論文] Zero effective electron g-factor of QD realized by optically induced nuclear field (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Sasakura, S.Adachi, R.Kaji, K.Yamada, S.Muto
  • 雑誌名: physica status solidi(b) 256 ページ: 784-787
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spin-flip quenching in trion state mediated by optical phonons in a single quantum dot (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Kumano, S.Ekuni, H.Kobayashi, H.Sasakura, I.Suemune, S.Adachi, S.Muto
  • 雑誌名: physica status solidi(b) 256 ページ: 775-778
  • 査読あり
• [雑誌論文] Formation of nanoscale magnetic field by nuclear spin polarization in individual quantum dots (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Sasakura, S. Adachi, R. Kaji, and S. Muto
  • 雑誌名: Physica status solidi (c) 6 ページ: 837-840
  • 査読あり
• [雑誌論文] Zero effective electron g-factor of QD realized by optically indu ced nuclear field (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Sasakura, S. Adachi, R. Kaii. K. Yamada. S. Muto
  • 雑誌名: Physica status solidi (b) 246 ページ: 784-787
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spin-flip quenching in trion state mediated by optical phonons in a single quantum dot (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Kumano, S. Ekuni, H. Ko bayashi, H. Sasakura, I. Suemune. S. Adachi, S. Muto
  • 雑誌名: Physica status solidi (b) 246 ページ: 775-778
  • 査読あり
• [雑誌論文] Discrimination of quantum dots using optically created nuclear field (2008)
  • 著者名/発表者名: H.Sasakura, R.Kaji, S.Adachi, S.Muto
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 92 ページ: 41915-41915
  • 査読あり
• [雑誌論文] Excitonic spin-state preservation mediated by optical-phonon resonant excitation in a single quantum dot (2008)
  • 著者名/発表者名: H.Kumano, H.Kobayashi, S.Ekuni, Y.Hayashi, M.Jo, H.Sasakura, S.Adachi, S.Muto, I.Suemune
  • 雑誌名: Physical Review B 78 ページ: 81306-81306
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hysteretic response of the electron-nuclear spin system in single In0.75Al0.25As quantum dots: Dependences on excitation power and polarization (2008)
  • 著者名/発表者名: R.Kaji, S.Adachi, H.Sasakura, S.Muto
  • 雑誌名: Physical Review B 77 ページ: 115345-115345
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nuclear and excitonic spin polarization formed using cross-linearly polarized pulse pair via half-localized state in a single self-assembled quantum dot (2008)
  • 著者名/発表者名: H.Sasakura, S.Adachi, S.Muto, S.Hirose, H.Z.Song, M.Takatsu
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 103 ページ: 103530-103530
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fourier Spectroscopy of Decoherence of Exciton and Their Complexes in Single InAlAs Quantum Dots (2008)
  • 著者名/発表者名: S.Adachi, H.Sasakura, N.Yatsu, R.Kaji, K.Yamada, S.Muto, H.Kumano, I.Suemune
  • 雑誌名: phys.stat.sol.(c) 5 ページ: 351-351
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optical evaluation of electron and hole g-factor in single quantum dots (2008)
  • 著者名/発表者名: R.Kaji, K.Yamada, H.Sasakura, S.Adachi
  • 雑誌名: Phys.stat.sol.(b) 245 ページ: 2662-2662
  • 査読あり
• [雑誌論文] Excitation power dependence of optically pumped nuclear spin polarizations in single InAlAs QDs (2008)
  • 著者名/発表者名: R.Kaji, H.Sasakura, S.Adachi, S.Muto
  • 雑誌名: phys.Stat.sol.(c) 5 ページ: 298-298
  • 査読あり
• [雑誌論文] 量子ドットを用いた量子計算 (2008)
  • 著者名/発表者名: 武藤俊一, 足立智, 笹倉弘理
  • 雑誌名: 電子情報通信学会誌 平成20年11月号 ページ: 931-939
  • NAID: 110006990530
• [雑誌論文] Nuclear and excitonic spin polarization formed using cross-linearly polarized pulse pair via half-localized state in a single self-assembled quantum dot (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Sasakura,, S. Adachi, S. Muto, S. Hirose, H. Z. Song, M. Takatsu
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 103
  • 査読あり
• [雑誌論文] Excitonic spin-state preservation mediated by optical-phonon resonant excitation in a single quantum dot (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Kumano, H. Kobayashi, S. Ekuni, Y. Hayashi, M. Jo, H. Sasakura, S. Adachi, S. Muto. I. Suemune
  • 雑誌名: Physical Review B 78
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hysteretic response of the electron-nuclear spin system in single In 0.75A10.25As quantum dots : Dependences on excitation power and polarization (2008)
  • 著者名/発表者名: R. Kaji, S. Adachi, H. Sasakura, and S. Muto
  • 雑誌名: Physical Review B 77
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optical evaluation of electron and hole g-factors in single quantum dots (2008)
  • 著者名/発表者名: R. Kaji, K. Yamada, H. Sasa kura. S. Adachi
  • 雑誌名: Physica status solidi (b) 245 ページ: 2662-2666
  • 査読あり
• [雑誌論文] 量子ドットを用いた量子計算 (2008)
  • 著者名/発表者名: 武藤俊一、足立智、笹倉弘理
  • 雑誌名: 電子情報通信学会誌 91 ページ: 931-939
  • NAID: 110006990530
  • 査読あり
• [学会発表] 1.2μm帯単光子源としての単一InP/InAsP/InPナノワイヤ量子ドット発光のコヒーレンス測定 (2009)
  • 著者名/発表者名: 笹倉弘理, 熊野英和, 末宗幾夫, 本久順一, 小林靖典, 冨岡克広, 福井孝志
  • 学会等名: 応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 富山大学(富山市)
  • 年月日: 2009-09-08
• [学会発表] 低電流駆動による超伝導発光ダイオードの発光寿命の評価 (2009)
  • 著者名/発表者名: 笹倉弘理, 倉光周平, 田中和典, 赤崎達志, 熊野英和, 末宗幾夫
  • 学会等名: 応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 富山大学(富山市)
  • 年月日: 2009-09-08
• [学会発表] InAlAs量子ドットにおける核磁場による電子スピン偏極度の低下 (2009)
  • 著者名/発表者名: 笹倉弘理, 足立智, 鍛治怜奈, 武藤俊一, 熊野英和, 末宗幾夫
  • 学会等名: 第56回応用物理学関連連合講演会
  • 発表場所: 筑波大学
  • 年月日: 2009-03-31
• [学会発表] InAlAs量子ドットにおける核磁場による電子スピン偏極度の低下 (2009)
  • 著者名/発表者名: 笹倉弘理, 足立智, 鍛治怜奈, 武藤俊一, 熊野英和, 末宗幾夫
  • 学会等名: 第56回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 筑波大学
• [学会発表] 単一量子リング/ドット発光のコヒーレンス測定 (2009)
  • 著者名/発表者名: 和田雅樹, 笹倉弘理, 定昌文, 熊野英和, 末宗幾夫
  • 学会等名: 第56回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 筑波大学
• [学会発表] 1.2μm帯単光子源としての単一InP/InAsP/InPナノワイヤ量子ドット発光のコヒーレンス測定 (2009)
  • 著者名/発表者名: 笹倉弘理, 熊野英和, 末宗幾夫, 本久順一, 小林靖典, 冨岡克広, 福井孝志
  • 学会等名: 秋季第70回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 富山大学
• [学会発表] Exciton Coherence in Clean Single InP/InAsP/InP Nanowire Quantum Dots Emitting in Infra-red Measured by Fourier Spectroscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Sasakura, H.Kumano, I.Suemune, J.Motohisa, Y.Kobayashi, K.Tomioka, T.Fukui, N.Akopian, M.van Kouwen, V.Zwiller
  • 学会等名: 16th International Conference on Electron Dynamics in Semiconductors, Optoelectronics and Nanostructures (Edison 16)
  • 発表場所: Montpellier
• [学会発表] Exciton Coherence in Clean Single InP/InAsP/InP Nanowire Quantum Dots Emitting in Infra-red Measured by Fourier Spectroscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Sasakura, H.Kumano, I.Suemune, J.Motohisa, Y.Kobayashi, K.Tomioka, T.Fukui, N.Akopian, M.van Kouwen, V.Zwiller
  • 学会等名: 16th International Conference on Electron Dynamics in Semiconductors, Optoelectronics and Nanostructures
  • 発表場所: フランス(モンペリエ)
• [学会発表] 「講演奨励賞受賞記念講演」InAlAs量子ドットにおける核磁場の局所性と双安定現象InAlAs量子ドットにおける核磁場による電子スピン偏極度の低下 (2008)
  • 著者名/発表者名: 笹倉弘理, 足立智, 鍛治怜奈, 武藤俊一
  • 学会等名: 第69回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 中部大学
  • 年月日: 2008-09-04
• [学会発表] Superconducting Effect on Radiative Recombinations in Long-wavelength Light Emitting Diode (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Sasakura, Y. Hayashi, K. Tanaka, T. Akazaki, S. Kur amitsu, H. Kumano, I. Sue mune
  • 学会等名: 66^<th> Device Research Conference
  • 発表場所: Santa Barbara, CA
  • 年月日: 2008-06-25
• [学会発表] Formation of nanoscale magnetic field by nuclear spin polarization in individual quantum dots (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Sasakura, S. Adachi, R. Kaji, S. Muto
  • 学会等名: The 5^<th> International Conference on Semiconductor Quantum Dots (QD2008)
  • 発表場所: Gyeongju, Korea
  • 年月日: 2008-05-15
• [学会発表] Zero effective electron g-factor of QD realized by optically induced nuclear field (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Sasakura, S. Adachi, R. Kaji, K. Yamada, S. Muto
  • 学会等名: The 5^<th> International Conference on Semiconductor Quantum Dots (QD2008)
  • 発表場所: Gyeongju, Korea
  • 年月日: 2008-05-15
• [学会発表] InAlAs量子ドットにおける核磁場の局所性と双安定現象 (2008)
  • 著者名/発表者名: 笹倉弘理、足立智、鍜治怜奈、武藤俊一
  • 学会等名: 第24回応用物理学会講演奨励賞受賞記念講演
  • 発表場所: 中部大学
• [学会発表] Zero effective electron g -factor of QD realized by optically induced nuclear field (2008)
  • 著者名/発表者名: H.Sasakura, S.Adachi, R.Kaji, K.Yamada, S.Muto
  • 学会等名: The 5th International Conference on Semiconductor Quantum Dots (QD2008)
  • 発表場所: Gyeongju, Korea
• [学会発表] Formation of nanoscale magnetic field by nuclear spin polarization in individual quantum dots (2008)
  • 著者名/発表者名: H.Sasakura, S.Adachi, R.Kaji, S.Muto
  • 学会等名: The 5th International Conference on Semiconductor Quantum Dots (QD2008)
  • 発表場所: Gyeongju, Korea