1998 年度実績報告書

結合量子構造を用いたコヒーレント電子振動デバイスの解析

研究課題

研究課題/領域番号	10650058
研究機関	青森大学
研究代表者	塚田紀昭青森大学, 工学部, 教授 (20275514)
キーワード	量子効果デバイス / 結合量子構造 / コヒーレント・トンネル振動 / ボーズ・アインシュタイン凝縮 / レーザ制御 / レーザパルス列 / 波束の位相 / 波束の局在
研究概要	本年度は研究対象として半導体結合量子井戸あるいは2重ポテンシャル原子トラップに捕獲されたレーザ冷却Bose-Einstein凝縮(BEC)原子を取り上げた。これらの結合量子構造におけるトンネル効果とそのレーザ光による制御について研究し、下記の結果を得た。 (1) これらの結合量子構造のコヒーレント量子振動をレーザ光によって制御する新しい方法を提案した。すなわち、トンネル結合が可能な2つのポテンシャル井戸のうちの一方の電子あるいは原子波束を共鳴あるいは非共鳴レーザパルス列でその位相を多様に制御できることを示し、これにより量子振動の位相反転、振動の抑制・回復など、量子振動を効果的に制御できるこを数値計算と解析によって示した。この現象は最近の原子分光で観察されている量子ゼノン効果(Quantum Zeno Effect)と密接な関連を持つことも指摘した。さらにこの方法により非共鳴の準位間をレーザパルス列によって共鳴的にトンネルさせ得ることを指摘し、光導波路のフェーズマッチング用の空間的周期構造に対して、これをその時間版であるとした。 (2) レーザ冷却されたBEC原子が2つのトラップに捕獲された系で、その零点エネルギーが外場によって変調を受ける場合について考察した。BEC原子で重要な原子間相互作用を無視すれば、この問題は高周波電磁波中に置かれた半導体超格子や量子ドットのトンネル現象と等価となり、photon assisted tunneling(PAT)による新しい共鳴が現われる。原子間相互作用が大きくなると、どのPAT共鳴曲線も次第に非対称性を増し、本来のFAT共鳴ピークから大きくにシフトするBECに特有の現象が現われる。これらの現象は零点エネルギーの変調によってトンネル係数が実効的に変化することとセルフトラッピング効果によって説明できた。

研究成果
(6件)

すべてその他

すべて文献書誌 (6件)

[文献書誌] N.Tsukada,M.Gotoda,T.Isu,M.nunoshita,and T.Nishino: "Rotational transfer and dynamical bunching of electrons in coupled quantum dots induced by a circularly polarized electric field" Solid State Electronics. 42(No7-8). 1273-1280 (1998)
[文献書誌] N.Tsukada,M.Gotoda,T.Isu,M.Nunoshita,and T.Nishino: "Laser-induced enhancement of electron-tunneling via an excited state in an asymmetric coupled-quantum-well" Japanese Journal of Applied Physics. 37(No.5A). 2476-2477 (1998)
[文献書誌] N.Tsukada,Y.Nomura,and T.Isu: "Diversity of quantum dynamical tunneling induced by sublevel transitions with a train of laser pulses" Japanese Journal of Applied Physics. 37(No.12A). L1433-L1436 (1998)
[文献書誌] N.Tsukada,Y.Nomura,and T.Isu: "Complete population transfer between nonresonant tunneling states induced by a train of laser pulses" Physical Review A. 59(No.4)(発表予定). (1999)
[文献書誌] N.Tsukada,M.Gotoda,Y.Nomura,and T.Isu: "Laser-assisted coherent atomic tunneling between two trapped Bose-Einstein condensates" Physical Review A. 59(No.5)(発表予定). (1999)
[文献書誌] N.Tsukada 他(分担執筆): "Mesoscopic Physics and Electronics" Springer editors T.Ando,Y.Arakawa,S.Komiyama,K.Furuya,and H.Nakashima, 282 (1998)

1998 年度 実績報告書

結合量子構造を用いたコヒーレント電子振動デバイスの解析

研究代表者

塚田 紀昭 青森大学, 工学部, 教授 (20275514)

研究成果

[文献書誌] N.Tsukada,M.Gotoda,T.Isu,M.nunoshita,and T.Nishino: "Rotational transfer and dynamical bunching of electrons in coupled quantum dots induced by a circularly polarized electric field" Solid State Electronics. 42(No7-8). 1273-1280 (1998)

[文献書誌] N.Tsukada,M.Gotoda,T.Isu,M.Nunoshita,and T.Nishino: "Laser-induced enhancement of electron-tunneling via an excited state in an asymmetric coupled-quantum-well" Japanese Journal of Applied Physics. 37(No.5A). 2476-2477 (1998)

[文献書誌] N.Tsukada,Y.Nomura,and T.Isu: "Diversity of quantum dynamical tunneling induced by sublevel transitions with a train of laser pulses" Japanese Journal of Applied Physics. 37(No.12A). L1433-L1436 (1998)

[文献書誌] N.Tsukada,Y.Nomura,and T.Isu: "Complete population transfer between nonresonant tunneling states induced by a train of laser pulses" Physical Review A. 59(No.4)(発表予定). (1999)

[文献書誌] N.Tsukada,M.Gotoda,Y.Nomura,and T.Isu: "Laser-assisted coherent atomic tunneling between two trapped Bose-Einstein condensates" Physical Review A. 59(No.5)(発表予定). (1999)

[文献書誌] N.Tsukada 他(分担執筆): "Mesoscopic Physics and Electronics" Springer editors T.Ando,Y.Arakawa,S.Komiyama,K.Furuya,and H.Nakashima, 282 (1998)

1998 年度実績報告書

塚田紀昭青森大学, 工学部, 教授 (20275514)