局所ドーピング構造半導体による単一光子発生に関する研究

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21360004
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 応用物性・結晶工学
• 研究機関: 埼玉大学
• 研究代表者: 矢口 裕之 埼玉大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (50239737)
• 研究分担者: 土方 泰斗 埼玉大学, 大学院・理工学研究科, 准教授 (70322021) ; 尾鍋 研太郎 東京大学, 大学院・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) ; 八木 修平 埼玉大学, 大学院・理工学研究科, 助教 (30421415) ; 窪谷 茂幸 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 助教 (70583615)
• 連携研究者: 秋山 英文 東京大学, 物性研究所, 准教授 (40251491)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 半導体物性 / 光物性 / 応用光学・量子光工学MBE / エピタキシャル / 単一光子

研究概要

原子層ドーピング技術を用いて局所ドーピング構造半導体を作製し、量子暗号通信などの量子情報技術において重要となる、優れた波長再現性・完全なランダム偏光などの特徴を有する単一光子発生の実現を目指した。窒素原子局所ドーピング構造半導体の作製に用いる基板面方位の選択によって量子暗号通信への応用にとって望ましい完全なランダム偏光を実現した。また、量子もつれ光子対生成につながる励起子分子発光の観測に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Single Photon Generation from Nitrogen Atomic-Layer Doped Gallium Arsenide (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Takamiya, Y.Endo, T. Fukushima, S. Yagi, Y. Hijikata, T. Mochizuki, M. Yoshita, H. Akiyama, S. Kuboya, K. Onabe, R. Katayama, H. Yaguchi
  • 雑誌名: Materials Science Forum 巻: Vol.706-709 ページ: 2916-2921
  • DOI: DOI:10.4028/www.scientific.net/M SF.706-7-9.2916
  • 査読あり
• [雑誌論文] Single photon emission from nitrogen delta-doped semiconductors (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Yaguchi
  • 雑誌名: SPIE 巻: Vol.7945
  • DOI: DOI:10.1117/12.865770
• [雑誌論文] Photoluminescence from single is electronic traps in nitrogen delta-doped GaAs grown on GaAs(111)A (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Fukushima, Y. Hijikata, H. Yaguchi, S. Yoshida, M. Okano, M. Yoshita, H. Akiyama, S. Kuboya, R. Katayama, K. Onabe
  • 雑誌名: Physica 巻: Vol.42, No10
  • DOI: DOI:10.1016/j.physe.2009.12.011
  • 査読あり
• [学会発表] 窒素δドープGaAsにおける単一等電子トラップからの励起子分子発光 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高宮健吾, 福島俊之, 星野真也, 八木修平, 土方泰斗, 望月敏光, 吉田正裕, 秋山英文, 窪谷茂幸, 片山竜二, 尾鍋研太郎, 矢口裕之
  • 学会等名: 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)
  • 年月日: 2012-03-17
• [学会発表] 窒素δドープGaAs中の窒素原子対が形成する単一の等電子トラップからの発光に対する一軸応力の影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 新井佑也, 星野真也, 高宮健吾, 八木修平, 土方泰斗, 望月敏光, 吉田正裕, 秋山英文, 窪谷茂幸, 尾鍋研太郎, 矢口裕之
  • 学会等名: 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)
  • 年月日: 2012-03-17
• [学会発表] Biexciton Emission from Single Is oelectronic Traps in Nitrogen Atomic-Layey-Doped GaAs (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Takamiya, T. Fukushima, S. Yagi, Y. Hijikata, T. Mochizuki, M. Yoshita, H. Akiyama, S. Kuboya, K. Onabe, R. Katayama, H. Yaguchi
  • 学会等名: The 3rd International Workshop on Epitaxial Growth and Fundamental Properties of Semiconductor Nanostructures
  • 発表場所: International Academy Traunkirchen (Traunkirchen, Austria)
  • 年月日: 2011-09-12
• [学会発表] 窒素δドープGaAs(110)中の単一等電子トラップからの発光の偏光特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高宮健吾, 福島俊之, 星野真也, 八木修平, 土方泰斗, 望月敏光, 吉田正裕, 秋山英文, 窪谷茂幸, 片山竜二, 尾鍋研太郎, 矢口裕之
  • 学会等名: 第72回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 山形大学(山形県)
  • 年月日: 2011-08-30
• [学会発表] Single Photon Generation from Nitrogen Atomic-Layer Doped Gallium Arsenide (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Takamiya, Y. Endo, T. Fukushima, S. Yagi, Y. Hijikata, T. Mochizuki, M. Yoshita, H. Akiyama, S. Kuboya, K. Onabe, R. Katayama, H.Yaguchi
  • 学会等名: The 7th International Conference on Processing & Manufacturing of Advanced Materials
  • 発表場所: Quebec City Convention Centre (Quebec,Canada)
  • 年月日: 2011-08-03
• [学会発表] Single photon emission from nitrogen delta-doped semiconductors (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Yaguchi
  • 学会等名: SPIE Photonics West OPTO
  • 発表場所: Moscone Center (San Francisco, USA)
  • 年月日: 2011-01-27
• [学会発表] 極低窒素濃度GaAsN中の等電子トラップからの発光に対する一軸応力の影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: 新井佑也, 遠藤雄太, 八木修平, 土方泰斗, 窪谷茂幸, 尾鍋研太郎, 片山竜二, 矢口裕之
  • 学会等名: 第71回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 長崎大学(長崎)
  • 年月日: 2010-09-14
• [学会発表] 極低窒素濃度GaAsNにおける窒素ペアからの発光の窒素濃度依存性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 石川輝, 八木修平, 土方泰斗, 吉田貞史, 岡野真人, 望月敏光, 吉田正裕, 秋山英文, 窪谷茂幸, 尾鍋研太郎, 片山竜二, 矢口裕之
  • 学会等名: 第71回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 長崎大学(長崎県)
  • 年月日: 2010-09-14
• [学会発表] 窒素δドープGaAs中の等電子トラップを形成する窒素原子対配列に関する研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 星野真也, 遠藤雄太, 福島俊之, 高宮健吾, 八木修平, 土方泰斗, 望月敏光, 吉田正裕, 秋山英文, 窪谷茂幸, 尾鍋研太郎, 片山竜二, 矢口裕之
  • 学会等名: 第71回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 長崎大学(長崎県)
  • 年月日: 2010-09-14
• [学会発表] 窒素δドープGaAs/AlGaAsヘテロ構造における等電子トラップからの発光特性評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 高宮健吾, 遠藤雄太, 福島俊之, 星野真也, 八木修平, 土方泰斗, 望月敏光, 吉田正裕, 秋山英文, 窪谷茂幸, 尾鍋研太郎, 片山竜二, サノーピンサクンタム, 矢口裕之, サノーピンサクンタム, 矢口裕之
  • 学会等名: 第71回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 長崎大学(長崎)
  • 年月日: 2010-09-14
• [学会発表] 様々な面方位基板上に作製した窒素δドープGaAs中の等電子トラップからの発光(III) (2010)
  • 著者名/発表者名: 福島俊之, 高宮健吾, 土方泰斗, 矢口裕之, 吉田貞史, 岡野真人, 吉田正裕, 秋山英文, 窪谷茂幸, 尾鍋研太郎, 片山竜二
  • 学会等名: 第57回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東海大学(神奈川県)
  • 年月日: 2010-03-18
• [学会発表] 極低窒素濃度GaAsNのフォトルミネッセンス励起分光測定 (2009)
  • 著者名/発表者名: 石川輝, 土方泰斗, 矢口裕之, 吉田貞史, 岡野真人, 吉田正裕, 秋山英文, 窪谷茂幸, 尾鍋研太郎, 片山竜二
  • 学会等名: 第70回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 富山大学(富山県)
  • 年月日: 2009-09-09
• [学会発表] Polarization properties of photoluminescence from individual is oelectronic traps in nitrogen delta-doped semiconductors : effect of host crystals (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Yaguchi
  • 学会等名: The Second International Workshop on Epitaxial Growth and Fundamental Properties of Semiconductor Nanostructures
  • 発表場所: 阿南工業高等専門学校 (徳島県)
  • 年月日: 2009-08-11
• [学会発表] Photoluminescence from single is oelectronic traps in nitrogen delta-doped GaAs grown on GaAs(111)A (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Fukushima, M. Ito, Y. Hijikata, H. Yaguchi, S. Yoshida, M. Okano, M. Yoshita, H. Akiyama, S. Kuboya, R. Katayama, K. Onabe
  • 学会等名: The 14th International Conference on Modulated Semiconductor Structures
  • 発表場所: 神戸国際会議場 (兵庫県)
  • 年月日: 2009-07-21
• [備考]
  • URL: http://www.opt.ees.saitama-u.ac.jp/