高対称ナノ構造による高忠実な非古典的光子発生

2019 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 16H02203
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物性Ⅰ
• 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: 迫田 和彰 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, 特命研究員 (90250513)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: 量子ドット / 等電子トラップ / フォトニック結晶 / 単一光子 / もつれ合い光子対

研究成果の概要

液滴エピタキシー法による高対称量子ドットの励起子発光を利用した，高効率・高忠実な非古典光の発生と，新しい材料系の開発による波長領域の拡大を主な目標として研究を実施し，以下の研究成果を得た。①電流励起型非古典光子源の実現，②液滴エピタキシー法による通信波長帯の非古典光子源の開発，③励起子アハラノフ・ボーム効果の解析と観測用試料の作製，④パーセル効果による等電子トラップからの単一光子の発光促進，⑤Cdカルコゲナイドナノプレートの合成と励起子発光の解析，⑥トポロジカルフォトニック結晶によるカイラル導波路の解析と設計，⑦磁気光学測定による，高対称GaAs量子ドットの超微細相互作用の大きさの決定。

自由記述の分野

光物性物理学

研究成果の学術的意義や社会的意義

従来の光励起による量子もつれ合い光子対発生に加えて，p-i-n接合による電流励起型素子が実現できたこと，および，通信波長帯の高対称量子ドットが開発できたことから，量子暗号通信への応用が期待できる。また，液滴エピタキシーによる高対称量子ドットの作製と両立する，トポロジカルフォトニック結晶のエッジ状態を利用した一方通行円偏光導波路を用いることで，マイクロ光回路による光子対の空間分離が可能となり，量子もつれ合い光子源の飛躍的な小型化も期待できる。