形状揺らぎ許容度の高いもつれ合い光子対発生源の作製に関する研究

• 研究課題/領域番号: 21681020
• 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: 北海道大学
• 研究代表者: 熊野 英和 北海道大学, 電子科学研究所, 准教授 (70292042)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 24,960千円 (直接経費: 19,200千円、間接経費: 5,760千円); 2011年度: 8,450千円 (直接経費: 6,500千円、間接経費: 1,950千円); 2010年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円); 2009年度: 8,450千円 (直接経費: 6,500千円、間接経費: 1,950千円)
• キーワード: 量子ディスク / 量子リング / もつれ合い光子源 / 形状揺らぎ / 微細構造分裂 / 量子ドット / 量子もつれ / 量子暗号 / インジウムひ素 / ガリウムひ素 / インジウムフラッシュ / 形状揺らぎ許容度 / 高精度膜厚制御 / InAsリング

研究概要

ガリウムひ素部分埋め込みによる異方性の抑制とインジウムフラッシュ法による量子ディスク形状化による形状制御を用いて微細構造分裂(FSS)の低減を行った。低温・低速条件によって異方性を抑制、更にインジウムフラッシュ条件を最適化して作製した量子ディスク構造により、大幅なFSS低減が可能となった。典型値として、100μeV程度のFSSを持つ量子ドットに対して最適な部分埋め込み・インジウムフラッシュを実施することにより、30μeV程度以下までの低減が見られた。更に量子リング構造とすることで、5μeV程度までFSSを抑えられる可能性が示された。

研究成果

• [雑誌論文] Characterization of two-photon polarization mixed states generated from entangled-classical hybrid photon source (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Kumano, K. Matsuda, S. Ekuni, H. Sasakura, and I. Suemune
  • 雑誌名: Opt. Express 巻: 19 ページ: 14249-14259
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhanced photon generation in a Nb/n-InGaAs/p-InP superconductor/semiconductor-diode light emitting device (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Sasakura, S. Kuramitsu, Y. Hayashi, K. Tanaka, T. Akazaki, E. Hanamura, R. Inoue, H. Takayanagi, Y. Asano, C. Hermannstadter, H. Kumano, and I. Suemune
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett 巻: 107
  • 査読あり
• [雑誌論文] Strongly suppressed multi-photon generation from a single quantum dot in a metal-embedded structure (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Nakajima, S. Ekuni, H. Kumano, Y. Idutsu, S. Miyamura, D. Kato, S. Ida, H. Sasakura, and I. Suemune
  • 雑誌名: phys. stat. sol(c) 巻: 8 ページ: 337-339
  • NAID: 120002958492
  • 査読あり
• [雑誌論文] 量子情報通信のための単一光子・量子もつれ光子対光源 (2011)
  • 著者名/発表者名: 末宗幾夫、熊野英和、笹倉弘理
  • 雑誌名: 光学 巻: 40巻9号 ページ: 472-477
  • NAID: 10029622924
  • 査読あり
• [雑誌論文] Strongly Suppressed Multi-photon Generation from a Single Quantum Dot in Metal-embedded Structure (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Nakajima, S.Ekuni, H.Kumano, Y.Idutsu, S.Miyamura, D.Kato, S.Ida, H.Sasakura, I.Suemune
  • 雑誌名: Phys.Stat.Solidi 巻: C8 号: 2 ページ: 337-339
  • DOI: 10.1002/pssc.201000519
  • NAID: 120002958492
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of Two-photon Polarization Mixed States Generated from Entangled-classical Hybrid Photon Source (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Kumano,K.Matsuda,S.Ekuni, H.Sasakura, I.Suemune
  • 雑誌名: Opt.Express 巻: 19 号: 15 ページ: 14249-14259
  • DOI: 10.1364/oe.19.014249
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantum-dot-based photon emission and media conversion for quantum information applications (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Kumano, H. Nakajima, S. Ekuni, Y. Idutsu, H. Sasakura, and I. Suemune
  • 雑誌名: Adv. Math. Phys
  • 査読あり
• [雑誌論文] First-order photon interference of a single photon from a single quantum dot (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Ekuni, H. Nakajima, H. Sasakura, I. Suemune, and H. Kumano
  • 雑誌名: Physica 巻: E42 ページ: 2536-2539
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Cooper-Pair Light-Emitting Diode : Temperature Dependence of Both Quantum Efficiency and Radiative Recombination Lifetime (2010)
  • 著者名/発表者名: I. Suemune, Y. Hayashi, S. Kuramitsu, K. Tanaka, T. Akazaki, H. Sasakura, R. Inoue, H. Takayanagi, Y. Asano, E. Hanamura, S. Odashima, and H. Kumano
  • 雑誌名: Appl. Phys. Express 巻: 3
  • NAID: 10027014788
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantum-dot-based photon emission and media conversion for quantum information applications (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Kumano
  • 雑誌名: Adv.Math.Phys. 巻: 2010
  • 査読あり
• [雑誌論文] First-order photon interference of a single photon from a single quantum dot (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Ekuni
  • 雑誌名: Physica E 巻: 42 ページ: 2536-2539
  • 査読あり
• [雑誌論文] Position controlled nanowires for infrared single photon emission (2010)
  • 著者名/発表者名: N.Dorenbos
  • 雑誌名: Appl.Phys.Lett. 巻: 97
  • 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, and S. Muto
  • 雑誌名: phys. stat. sol(b) 巻: 246 ページ: 775-778
  • 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: phys.stat.sol(b) 246 ページ: 775-778
  • 査読あり
• [雑誌論文] Observation of enhanced luminescence emitted from InAs quantum dots with direct contact to superconducting Niobium stripe (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Idutsu, M.Takada, Y.Hayashi, T.Akazaki, H.Sasakura, H.Kumano, I.Suemune
  • 雑誌名: phys.stat.sol(c) 6 ページ: 849-852
  • NAID: 120002958487
  • 査読あり
• [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
  • 査読あり
• [学会発表] Single Photon Generation from Semiconductor Nanostructures (2012)
  • 著者名/発表者名: I.Suemune, H.Kumano, H.Sasakura, J.Motohisa, Y.Kobayashi, K.Tomioka, T.Fukui, V.Zwiller, S.Dorenbos, M.van Kouwen, N.Akopian
  • 学会等名: The 5th International Symposium on Global COE Program of Center for Next-Generation Information Technology based on Knowledge Discovery and Knowledge Federation (GCOE-NGIT 2012)
  • 発表場所: Hokkaido Univ.(Sapporo)
• [学会発表] Investigation of Carrier Dynamics in a Single InAs Quantum Dot (2012)
  • 著者名/発表者名: H.Nakajima, K.Kumano, H.Iijima, S.Odashima, I.Suemune
  • 学会等名: The 5th International Symposium on Global COE Program of Center for Next-Generation Information Technology based on Knowledge Discovery and Knowledge Federation (GCOE-NGIT 2012)
  • 発表場所: Hokkaido Univ.(Sapporo)
• [学会発表] Two-photon Emission Process with Cooper-pair Injection into Semiconductors (2012)
  • 著者名/発表者名: H.Sasakura, C.Hermannsdadter, H.Kumano, I.Suemune
  • 学会等名: Photonic West
  • 発表場所: The Moscone Center, San Franscisco, (USA)
• [学会発表] 単一量子ドットにおける中性-荷電状態間遷移の評価と考察 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中島秀朗, 熊野英和, 飯島仁史, 小田島聡, 末宗幾夫
  • 学会等名: 春季第59回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 早稲田大学(東京都)
• [学会発表] 擬似的固体量子光源を用いたWerner状態仮定の有効性の検討 (2012)
  • 著者名/発表者名: 松田恒祐、熊野英和、末宗幾夫
  • 学会等名: 第47回応用物理学会北海道支部学術講演会
  • 発表場所: 北海道大学(札幌市)
• [学会発表] 単一InAs量子ドット中における状態間遷移に関する考察 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中島秀朗、熊野英和、石原渚、飯島仁史、小田島聡、末宗幾夫
  • 学会等名: 第47回応用物理学会北海道支部学術講演会
  • 発表場所: 北海道大学(札幌市)
• [学会発表] Characterization of two-photon mixed states employed with polarization entangled-classical hybrid photon source (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Matsuda, H. Kumano, S. Ekuni, H. Sasakura, and I. Suemune
  • 学会等名: Quantum Information Processing and Communication
  • 発表場所: Zurich, Switzerland
• [学会発表] Metal-embedded semiconductor single quantum dot as a novel highly pure single-photon source (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Nakajima, S. Ekuni, H. Kumano, Y. Idutsu, S. Ida, H. Sasakura, and I. Suemune
  • 学会等名: SPIE photonics west
  • 発表場所: Moscone Convention Center, San Francisco, USA
• [学会発表] Band Structure and Thermal Escape Processesof Strained InGaSb/AlGaSb Quantum Wells (2011)
  • 著者名/発表者名: N.A.Jahan, H.Iijima C.Hermannstadter, P.Ahirwar, T.J.Rotter, G.Balakrishnan, H.Kumano, I.Suemune
  • 学会等名: Electronic Materials Conference
  • 発表場所: Univ.of California, Santa Barbara, CA, (USA)
• [学会発表] Highly Pure Single-Photon Emission from a Metal-embedded Single Quantum Dot under Quasi-resonant Excitation (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Nakajima, H.Kumano, H.Iijima, I.Suemune
  • 学会等名: The 15th Conference on Modulated Semiconductor Structures (MSS15)
  • 発表場所: Turnbull Conference Center, Tallahassee, FL, (USA)
• [学会発表] Drastic Enahancement of Interband Optical Transition Probability with Electron Pairing in Semiconductors (2011)
  • 著者名/発表者名: I.Suemune, H.Sasakura, C.Hermannstadter, J.-H.Huh, Y.Asano, K.Tanaka, T.Akazaki, H.Kumano
  • 学会等名: IQEC/CLEO Pacific Rim 2011
  • 発表場所: Sydney Convention and Exhibition Center, (Australia)(招待講演)
• [学会発表] Characterization of Two-photon Mixed States Employed with Polarization Entangled-classical Hybrid Photon Source (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Matsuda, H.Kumano, S.Ekuni, H.Sasakura, I.Suemune
  • 学会等名: International Conference on Quantum Information Processing and Communication (QIPC 2011)
  • 発表場所: ETH Zurich, (Switzerland)
• [学会発表] パラメトリック下方変換と熱幅射複合光源によるWerner状態の作製と評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 松田恒祐、熊野英和, 末宗幾夫
  • 学会等名: 秋季第72回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 山形大学(山形市)
• [学会発表] 量子ドットにおける中性-荷電状態間遷移の評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中島秀朗、熊野英和、飯島仁史、笹倉弘理、末宗幾夫
  • 学会等名: 秋季第72回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 山形大学(山形市)
• [学会発表] Ag埋め込み半導体ピラー構造を用いた高効率光子発生源の作製と発光特性評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 飯島仁史、中島秀朗、小田島聡、熊野英和、西尾崇、松尾保孝、居城邦治、末宗幾夫
  • 学会等名: 秋季第72回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 山形大学(山形市)
• [学会発表] Quantum-dot single photon emitter of higher photon extraction efficiency and lower multiple-photon emission probability with metal-embedded structure (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Kumano, H. Nakajima, S. Ekuni, D. Kato, S. Miyamura, J. H. Huh, H. Sasakura, and I. Suemune
  • 学会等名: International Conference on Semiconductor Quantum Dots
  • 発表場所: Nottingham, UK
• [学会発表] Quantum-dot single photon emitter of higher photon extraction efficiency and lower multiple-photon emission probability with metal-embedded structure (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Kumano
  • 学会等名: International Conference on Semiconductor Quantum Dots (QD2010)
  • 発表場所: Nottingham, UK
• [学会発表] 量子リング構造における核磁場の双安定特性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 和田雅樹、笹倉弘理、熊野英和、末宗幾夫
  • 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] Conversion of Photon polarization and exciton spins in Semiconductor Quantum Dots (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Kumano
  • 学会等名: International Workshop on Photons and Spins in Nanostructures
  • 発表場所: Hokkaido University, Sapporo, Japan
• [学会発表] Two-mode photon interference in a quantum-dot single photon emitter (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Kumano, H. Nakajima, S. Ekuni, H. Sasakura, and I. Suemune
  • 学会等名: International conference on Modulated Semiconductor Structures
  • 発表場所: Kobe Kobe, Japan
• [学会発表] Two-mode photon interference in a quantum-dot single photon emitter (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Kumano, H.Nakajima, S.Ekuni, H.Sasakura, I.Suemune
  • 学会等名: 14th International Conference on Modulated Semiconductor structures(MSS-14)
  • 発表場所: 神戸コンベンションセンター(神戸市)
• [備考]
  • URL: http://nanophoto.es.hokudai.ac.jp/
• [備考]
  • URL: http://nanophoto.es.hokudai.ac.jp/