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液滴エピタキシー法による理想的な量子ドットの自己形成

研究課題

研究課題/領域番号 25390011
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 ナノ構造物理
研究機関国立研究開発法人物質・材料研究機構

研究代表者

間野 高明  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 先端フォトニクス材料ユニット, 主任研究員 (60391215)

連携研究者 黒田 隆  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 先端フォトニクス材料ユニット, 主席研究員 (00272659)
大竹 晃浩  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 先端フォトニクス材料ユニット, 主幹研究員 (30267398)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2015年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2014年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2013年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード量子ドット / 分子線エピタキシー / 自己形成 / もつれ光子対 / 量子通信 / ガリウム砒素 / もつれ合い光子対 / 結晶成長 / 化合物半導体 / エレクトロルミネッセンス素子 / 偏光 / もつれ合い / インジウム燐 / 量子情報
研究成果の概要

高品質なもつれ光子対の発生を目的として、液滴エピタキシー法による(111)A基板上の高面内対称性を有する理想的な量子ドットの自己形成に関する研究を行った。ガリウム液滴形成過程の詳細な分析を行い、量子ドットのサイズ・密度制御に必要不可欠な核発生機構を明らかにした。また、(111)A上の不純物ドーピング技術を確立することより、電流注入による量子ドット発光を実現した。さらに、GaAs系に加えてInAs量子ドット作製に関する研究を新たに実施して、対称性の高い量子ドットからの通信波長帯発光を観察することに成功した。

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2016 2015 2014 2013 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 2件、 査読あり 11件、 謝辞記載あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (10件) (うち招待講演 3件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] University of Milano Bicocca(イタリア)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Toulouse(フランス)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究] Eindhoven University of Technology(オランダ)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究] National Chiao Tung University(台湾)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Stable and efficient collection of single photons emitted from a semiconductor quantum dot into a single-mode optical fiber2016

    • 著者名/発表者名
      H. Kumano, T. Harada, I. Suemune, H. Nakajima, T. Kuroda, T. Mano, K. Sakoda, S. Odashima, and H. Sasakura
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 9 号: 3 ページ: 032801-032801

    • DOI

      10.7567/apex.9.032801

    • NAID

      120005972930

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Precise shape engineering of epitaxial quantum dots by growth kinetics2015

    • 著者名/発表者名
      S. Bietti, J. Bocquel, S. Adomo, T. Mano, J. G. Keizer, P. M. Koenraad, and S. Sanguinetti
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 92 号: 7

    • DOI

      10.1103/physrevb.92.075425

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Size-dependent line broadening in the emission spectra of single GaAs quantum dots: Impact of surface charge on spectral diffusion2015

    • 著者名/発表者名
      N. Ha, T. Mano, Y.-L. Chou, Y.-N Wu, S.-J. Cheng, J. Bocquel, P. M. Koenraad, A. Ohtake, Y. Sakuma, K. Sakoda, and T. Kuroda
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 92 号: 7

    • DOI

      10.1103/physrevb.92.075306

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] (2)‘Extremely high- and low-density of Ga droplets on GaAs{111}A,B: Surface-polarity dependence2015

    • 著者名/発表者名
      A. Ohtake, N. Ha, and T. Mano
    • 雑誌名

      Crystal Growth & Design

      巻: 15 号: 1 ページ: 485-488

    • DOI

      10.1021/cg501545n

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Droplet epitaxy growth of telecom InAs quantum dots on metamorphic InAlAs/GaAs(111)A2015

    • 著者名/発表者名
      N. Ha, T. Mano, T. Kuroda, K. Mitsuishi, A. Ohtake, A. Castellano, S. Sanguinetti, T. Noda, Y. Sakuma, and K. Sakoda
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 54 号: 4S ページ: 04DH07-04DH07

    • DOI

      10.7567/jjap.54.04dh07

    • NAID

      210000145031

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Self-Assembled Growth of Ga Droplets on GaAs(001): Role of Surface Reconstructions2014

    • 著者名/発表者名
      A. Ohtake, T. Mano, A. HAgiwara, and J. Nakamura
    • 雑誌名

      Crystal Growth & Design

      巻: 14 号: 6 ページ: 3110-3115

    • DOI

      10.1021/cg500355f

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Vanishing fine structure splittings in telecom wavelength quantum dots grown on (111)A surfaces by droplet epitaxy2014

    • 著者名/発表者名
      X. Liu, N. Ha, H. Nakajima, T. Mano, T. Kuroda, B. Urbaszek, H. Kumano, I. Suemune, Y. Sakuma, and K. Sakoda
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 90 号: 8

    • DOI

      10.1103/physrevb.90.081301

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Charge tuning in [111] grown GaAs droplet quantum dots2014

    • 著者名/発表者名
      L. Bouet, M. Vidal, T. Mano, N. Ha, T. Kuroda, M. V. Durnev, M. M. Glazov, E. L. Evchenko, X. Marie, T. Amand, K. Sakoda, G. Wang, B. Urbaszek
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 105 号: 8

    • DOI

      10.1063/1.4894174

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Droplet epitaxial growth of highly symmetric quantum dots emitting at telecommuni -cation wavelengths on InP (111)A2014

    • 著者名/発表者名
      N. Ha, X. Liu, T. Mano, T. Kuroda, K. Mitsuishi, A. Castellano, S. Sanguinetti, T. Noda, Y. Sakuma, K. Sakoda
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: Vol. 104 号: 14 ページ: 143106-143106

    • DOI

      10.1063/1.4870839

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nuclear magnetization in gallium arsenide quantum dots at zero magnetic field2014

    • 著者名/発表者名
      G. Sallen, S. Kunz, T. Amand, L. Bouet, T. Kuroda, T. Mano, D. Paget, O. Krebs, X. Marie, K. Sakoda, B. Urbaszek
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: Vol. 5 号: 1

    • DOI

      10.1038/ncomms4268

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Symmetric quantum dots as efficient sources of highly entangled photons : Violation of Bell ' s inequality without spectral and temporal filtering2013

    • 著者名/発表者名
      T. Kuroda, T. Mano, N. Ha, H. Nakajima, H Kumano, B. Urbaszek, M. Jo, M. Abbarachi, Y. Sakuma, K. Sakoda, I Suemune, X. Marie, T. Amand
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: Vol. 88 号: 4

    • DOI

      10.1103/physrevb.88.041306

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] (111)A基板上の格子不整合系エピタキシーの諸現象:ドット形成と歪み緩和の理解と制御にむけて2015

    • 著者名/発表者名
      間野高明, 大竹晃浩, HA Neul, 黒田隆, 佐久間芳樹, 迫田和彰
    • 学会等名
      第11回量子ナノ材料セミナー
    • 発表場所
      電気通信大学
    • 年月日
      2015-12-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] GaAs(111)A基板上の高対称性量子ドットLEDの作製2015

    • 著者名/発表者名
      間野高明, 黒田隆, HA Neul, 野田武司, 佐久間芳樹, 迫田和彰
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Impact of surface charge on spectrally diffusive photoluminescence in GaAs quantum dots grown by droplet epitaxy2015

    • 著者名/発表者名
      HA Neul, 間野高明, 黒田隆, Shun-Jen Cheng, Paul M. Koenraad, 大竹晃浩, 佐久間芳樹, 迫田和彰
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] (111)A 面上量子ドットにおける励起子微細構造分裂の高精度評価2015

    • 著者名/発表者名
      中島秀朗、熊野英和、劉祥明、間野高明、黒田隆、末宗幾夫
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Entangled photon emission at temperatures up to 60 K from droplet epitaxial quantum dots2015

    • 著者名/発表者名
      劉祥明、黒田隆、間野高明、中島秀朗、熊野英和、末宗幾夫、佐久間芳樹、迫田和彰
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Recent development of droplet epitaxy in NIMS: InAs QDs on InP(111)A for telecom-application and reconstruction-dependent Ga droplet formation on GaAs (100)2014

    • 著者名/発表者名
      T. Mano, A.Ohtake, T. Kuroda, N. Ha, X. Liu, K. Mitsuishi, A. Hagiwara, J. Nakamura, A. Castellano, S. Sanguinetti, T. Noda, Y. Sakuma, and K. Sakoda
    • 学会等名
      2nd Workshop Droplet Epitaxy of Semiconductor Nanostructures
    • 発表場所
      フィレンツェ
    • 年月日
      2014-05-16
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] InAs quantum dots formed on InP(111)A by droplet epitaxy2014

    • 著者名/発表者名
      T. Mano, N. Ha, X. Liu, T. Kuroda, K. Mitsuishi, T. Noda, A. Castellano, S. Sanguinetti, Y. Sakuma, and K. Sakoda
    • 学会等名
      8th International conference on Quantum Dots
    • 発表場所
      ピサ
    • 年月日
      2014-05-11 – 2014-05-16
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Formation of InAs quantum dots on InP(111)A by droplet epitaxy and their optical emission at 1.3μm and 1.55μm2014

    • 著者名/発表者名
      Ha Neul、劉祥明、間野高明、黒田隆、三石和貴、野田武司、佐久間芳樹、迫田和彰
    • 学会等名
      第61回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      青山学院大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 液滴エピタキシー法による格子整合系量子ナノ構造の自己形成とその光物性2013

    • 著者名/発表者名
      間野高明、定昌史、黒田隆、野田武司、佐久間芳樹、迫田和彰
    • 学会等名
      第74回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      同志社大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] InP(111)A基板上のInAsドットの液滴エピタキシー2013

    • 著者名/発表者名
      野田武司、間野高明、川津琢也、榊裕之
    • 学会等名
      第74回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      同志社大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [備考] 物質・材料研究機構先端フォトニクス材料ユニットホームページ

    • URL

      http://www.nims.go.jp/units/apm/

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [備考] 世界最高性能の量子ドットもつれ光子源の開発

    • URL

      http://www.nims.go.jp/news/press/2013/07/p201307290.html

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2014-07-25   更新日: 2022-03-01  

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