| 研究課題/領域番号 |
21360004
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| 研究機関 | 埼玉大学 |
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研究代表者 |
矢口 裕之 埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (50239737)
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| 研究分担者 |
土方 泰斗 埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (70322021)
尾鍋 研太郎 東京大学, 新領域創成科学研究科, 教授 (50204227)
片山 竜二 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (40343115)
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| キーワード | 半導体物性 / 光物性 / 結晶工学 / 応用光学・量子光工学 / MBE,エピタキシャル / 単一光子 |
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| 研究概要 |
本研究では、原子層ドーピング技術などを用いて局所ドーピング構造半導体を作製し、量子暗号通信や量子コンピュータなどの量子情報技術において重要な役割を果たす、優れた波長再現性・完全なランダム偏光・高い光子発生効率などの特徴を有する単一光子発生の実現を目指している。当該年度は、原子層ドーピング技術を用いることによって、窒素原子を局所ドーピングしたGaAsを作製し、窒素原子対によって形成される等電子トラップからの単一光子発生を研究の対象とした。具体的な研究実績は以下のとおりである。
・歪み制御による完全なランダム偏光の実現
結晶成長に用いるGaAs基板の面方位を従来の(001)面から(111)面へと変更することによって、試料構造中の歪みの面内異方性をなくし、(001)面上に作製した場合に生じていた発光線の分裂を解消することに成功した。また、これによって、量子暗号通信にとって望ましい完全なランダム偏光を実現した。
・キャリア閉じ込め構造による完全なランダム偏光および高い光子発生効率の実現
窒素原子ドーピングGaAs層をAlGaAs層で挟んだダブルヘテロ構造を作製することによって、試料構造中の歪みの面内異方性をなくし、キャリアの閉じ込めを行うことをねらった。窒素原子ドーピングGaAs層から等距離になるようにAlGaAs層を配置することによって歪みの面内異方性がなくなり、窒素原子対によって形成された単一の等電子トラップからの発光をランダム偏光とすることに成功した。また、AlGaAs層で挟むことによって、試料表面での非発光再結合や基板へのキャリア拡散を抑制し、相対的に光子発生効率の向上を図ることができた。
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