不純物束縛励起子における電子励起状態の解明とスピン制御

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22760229
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 電子・電気材料工学
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: 原田 幸弘 神戸大学, 大学院・工学研究科, 助教 (10554355)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2011
• キーワード: 束縛励起子 / 等電子トラップ / 光物性

研究概要

大きな遷移双極子モーメントを持つ半導体中の励起子は、量子情報通信において光子と固体間のインターフェースを担うと期待できる量子状態である。本研究では、GaAs中の窒素ペアが形成する等電子トラップに束縛された励起子に着目し、多数の不純物発光中心が関与したスケーラブルな相互作用の実証に必要不可欠な、極めて均一性の高い不純物発光中心を実現した。そして均一性の高い不純物発光中心を利用して、束縛励起子波動関数の空間拡がりや束縛励起子-フォノン相互作用の大きさなどの、不純物束縛励起子における電子励起状態を明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Magneto-Photoluminescence Spectroscopy of Exciton Fine Structure in Nitrogenδ-Doped GaAs (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Harada, Y. Horiuchi, O. Kojima, T. Kita, and O. Wada
  • 雑誌名: AIP Conference Proceedings 巻: Vol.1399 ページ: 87-88
  • 査読あり
• [雑誌論文] Extremely uniform bound exciton states in nitrogenδ-doped GaAs studied by photoluminescence spectroscopy in external magnetic fields (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Harada, T. Kubo, T. Inoue, O. Kojima, and T. Kita
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 巻: Vol.110, No.8 ページ: 083522-1-5
  • URL: http://www.lib.kobe-u.ac.jp/infolib/meta_pub/G0000003kernel_90001617
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interaction between conduction-band edge and nitrogenrelated localized levels in nitrogen doped GaAs (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Harada, O. Kojima, T. Kita, and O. Wada
  • 雑誌名: Physica Status Solidi C 巻: Vol.8, No.2 ページ: 365-367
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bound biexciton luminescence in nitrogenδ-doped GaAs (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Harada, O. Kojima, T. Kita, and O. Wada
  • 雑誌名: Physica Status Solidi B 巻: Vol.248, No.2 ページ: 464-467
  • 査読あり
• [学会発表] 窒素をデルタドープしたGaAsにおける束縛励起子発光線幅の温度依存性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 原田幸弘, 久保輝宜, 井上知也, 小島磨, 喜多隆
  • 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
  • 年月日: 20120300
• [学会発表] GaAsエピタキシャル界面への窒素のデルタドーピングと高均一発光特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 喜多隆, 原田幸弘
  • 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
  • 年月日: 20120300
• [学会発表] GaAs中の窒素ペアに束縛された励起子における励起子-格子相互作用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 原田幸弘, 久保輝宜, 井上知也, 小島磨, 喜多隆
  • 学会等名: 第22回光物性研究会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 20111200
• [学会発表] Effect of Capping Layer Growth on Bound Exciton Luminescence in Nitrogenδ-Doped GaAs (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Harada, T. Kubo, T. Inoue, O. Kojima, and T. Kita
  • 学会等名: 2011 International Conference on Solid State Devices and Materials
  • 発表場所: Aichi Industry & Labor Center(WINC AICHI), Nagoya
  • 年月日: 20110928-30
• [学会発表] GaAs中の窒素ペアに束縛された励起子分子の磁気光学特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 原田幸弘, 久保輝宜, 井上知也, 小島磨, 喜多隆
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 20110900
• [学会発表] GaAs中の窒素ペアに束縛された励起子のフォノンサイドバンド発光 (2011)
  • 著者名/発表者名: 原田幸弘, 久保輝宜, 井上知也, 小島磨, 喜多隆
  • 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
  • 年月日: 20110900
• [学会発表] 窒素をデルタドープしたGaAsにおける束縛励起子発光線の起源 (2011)
  • 著者名/発表者名: 原田幸弘, 久保輝宜, 井上知也, 小島磨, 喜多隆
  • 学会等名: 第72回応用物理学会学術講演
  • 発表場所: 山形大学
  • 年月日: 20110800
• [学会発表] Diamagnetic shift of exciton bound to the nitrogen pairs in GaAs (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Harada, T. Kubo, T. Inoue, O. Kojima, and T. Kita
  • 学会等名: The 38th International Symposium on Compound Semiconductors
  • 発表場所: Berlin, Germany
  • 年月日: 20110522-26
• [学会発表] 窒素をデルタドープしたGaAsにおける束縛励起子発光線のキャップ層成長条件依存性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 原田幸弘, 久保輝宜, 井上知也, 小島磨, 喜多隆
  • 学会等名: 第58回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学
  • 年月日: 20110300
• [学会発表] GaAs中の窒素ペアに束縛された励起子の磁気光学特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 原田幸弘, 久保輝宜, 井上知也, 小島磨, 喜多隆
  • 学会等名: 第58回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学
  • 年月日: 20110300
• [学会発表] GaAs中の窒素ペアに束縛された励起子の輻射再結合寿命 (2011)
  • 著者名/発表者名: 原田幸弘, 久保輝宜, 井上知也, 小島磨, 喜多隆
  • 学会等名: 「ナノ構造・物性」第3回研究会
  • 発表場所: 神戸大学
  • 年月日: 20110300
• [学会発表] Capping layer dependence of bound exciton luminescence in nitrogenδ-doped GaAs (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Harada, T. Kubo, T. Inoue, O. Kojima, and T. Kita
  • 学会等名: 30th Electronic Materials Symposium
  • 発表場所: Laforet Biwako, Moriyama
  • 年月日: 2011-07-01
• [学会発表] GaAs中の窒素等電子トラップ束縛励起子の発光ダイナミクス (2010)
  • 著者名/発表者名: 久保輝宜, 井上知也, 原田幸弘, 小島磨, 喜多隆
  • 学会等名: 第21回光物性研究会
  • 発表場所: 大阪市立大学
  • 年月日: 20101200
• [学会発表] 窒素をデルタドープしたGaAsにおける励起子微細構造の反磁性シフト (2010)
  • 著者名/発表者名: 原田幸弘, 久保輝宜, 小島磨, 喜多隆
  • 学会等名: 第21回光物性研究会
  • 発表場所: 大阪市立大学
  • 年月日: 20101200
• [学会発表] III-V半導体中不純物制御と励起子物性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 原田幸弘, 喜多隆
  • 学会等名: 2010年秋季第71回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 長崎大学
  • 年月日: 20100900
• [学会発表] Magneto-Photoluminescence Spectroscopy of Exciton Fine Structure in Nitrogenδ-Doped GaAs (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Harada, Y. Horiuchi, O. Kojima, T. Kita, and O. Wada
  • 学会等名: The 30th International Conference on the Physics of Semiconductors
  • 発表場所: Seoul, Korea
  • 年月日: 20100725-30
• [学会発表] Bound Biexciton Luminescence in Nitrogenδ-Doped GaAs (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Harada, O. Kojima, T. Kita, and O. Wada
  • 学会等名: The 9th International Conference on Excitonic and Photonic Processes in Condensed and Nano Materials
  • 発表場所: Brisbane, Queensland, Australia
  • 年月日: 20100711-16
• [学会発表] Interaction between Conduction-Band Edge and Nitrogen-Related Localized Levels in Nitrogenδ-Doped GaAs (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Harada, O. Kojima, T. Kita, and O. Wada
  • 学会等名: The 37th International Symposium on Compound Semiconductors
  • 発表場所: Takamatsu, Japan
  • 年月日: 20100531-0604
• [学会発表] Emission properties of excitons strongly localized to nitrogen pairs in GaAs (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Harada and T. Kita
  • 学会等名: The International Conference on Nanophotonics 2010
  • 発表場所: Tsukuba, Japan
  • 年月日: 20100530-0603
• [備考]
  • URL: http://www.research.kobe-u.ac.jp/eng-photonics/harada/index.html