液滴エピタキシーによる高対称量子ドットを用いた電子相関と光子対発生の研究

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23340090
• 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: 物性Ⅰ
• 研究機関: 独立行政法人物質・材料研究機構
• 研究代表者: 迫田 和彰 独立行政法人物質・材料研究機構, 先端フォトニクス材料ユニット, ユニット長 (90250513)
• 連携研究者: 黒田 隆 物質・材料研究機構, 先端フォトニクス材料ユニット, 主幹研究員 (00272659) ; 間野 高明 物質・材料研究機構, 先端フォトニクス材料ユニット, 主任研究員 (60391215)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 液滴エピタキシー / 量子ドット / 電子相関 / 光子対 / 励起子複合体 / 有限要素法 / 配置間相互作用 / 微細構造分裂

研究概要

格子整合系量子ドットの複合励起子の電子相関の解明と，励起子分子準位からのカスケード発光による量子もつれ合い光子対発生の実証を目的として，液滴エピタキシー法による量子ドットの自己成長，単一ドット分光法による光子相関測定，および，配置間相互作用の方法による励起子準位の理論解析を実施した。AlGaAs(111)A面上の液滴エピタキシーにより，構造制御された高対称GaAs量子ドットの作製に成功し，これを用いて世界最高性能である忠実度86％の量子もつれ合い光子対発生に成功した。さらに，液滴エピタキシーの適用対象を拡張して，通信波長帯に励起子発光帯をもつ，格子整合系InAs量子ドットの作製にも成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Droplet epitaxial growth of highly symmetric quantum dots emitting at telecommuni -cation wavelengths on InP (111)A (2014)
  • 著者名/発表者名: N. Ha, X. Liu, T. Mano, T. Kuroda, K. Mitsuishi, A. Castellano, S. Sanguinetti, T. Noda, Y. Sakuma, K. Sakoda
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: Vol. 104 ページ: 143106/1-4
  • DOI: 10.1063/1.4870839
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nuclear magnetization in gallium arsenide quantum dots at zero magnetic field (2014)
  • 著者名/発表者名: G. Sallen, S. Kunz, T. Amand, L. Bouet, T. Kuroda, T. Mano, D. Paget, O. Krebs, X. Marie, K. Sakoda, B. Urbaszek
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: Vol. 5 ページ: 3268/1-7
  • DOI: 10.1038/ncomms4268
  • 査読あり
• [雑誌論文] Exciton states of II-VI tetrapod-shaped nanocrystals (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Yao, T. Kuroda, D. N. Dirin, A. Irkhina, R. B. Vasiliev, K. Sakoda
  • 雑誌名: Optical Materials Express 巻: Vol. 3, No. 7 ページ: 977-988
  • DOI: 10.1364/OME.3.000977
  • 査読あり
• [雑誌論文] Symmetric quantum dots as efficient sources of highly entangled photons : Violation of Bell ' s inequality without spectral and temporal filtering (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Kuroda, T. Mano, N. Ha, H. Nakajima, H Kumano, B. Urbaszek, M. Jo, M. Abbarachi, Y. Sakuma, K. Sakoda, I Suemune, X. Marie, T. Amand
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: Vol. 88 ページ: 041306(R)/1-5
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.88.041306
  • 査読あり
• [雑誌論文] Self-limiting growth of hexagonal and triangular quantum dots on (111)A (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Jo, T. Mano, M. Abbarchi, T. Kuroda, Y. Sakuma, K. Sakoda
  • 雑誌名: Crystal Growth & Design 巻: Vol. 12,No. 3 ページ: 1411-1415
  • DOI: 10.1021/cg201513m
  • 査読あり
• [雑誌論文] Extremely high-density GaAs quantum dots grown by droplet epitaxy (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Jo, T. Mano, Y. Sakuma, K. Sakoda
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: Vol. 100 ページ: 212113/1-3
  • DOI: 10.1063/1.4721663
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bunched photon statistics of the spectrally diffusive photoluminescence of single self-assemb -led GaAs quantum dots (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Abbarchi, T. Kuroda, T. Mano, M. Gurioli, K. Sakoda
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: Vol. 86 ページ: 115330/1-4
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.86.115330
  • 査読あり
• [雑誌論文] Exciton states of CdTe tetrapod-shaped nanocrystals (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Sakoda, Y. Yao, T. Kuroda, D. N. Dirin, R. B. Vasiliev
  • 雑誌名: Opti -cal Materials Express 巻: Vol. 1, No. 2 ページ: 379-390
  • DOI: 10.1364/OME.1.000379
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dark-bright mixing of interband transitions in symmet -ric semiconductor quantum dots (2011)
  • 著者名/発表者名: G. Sallen, B. Urbaszek, M. M. Glazov, E. L. Ivchenko, T. Kuroda, T. Mano, S. Kunz, M. Abbarchi, K. Sakoda, D. Lagarde, A. Balocchi, X. Marie, T. Amand
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: Vol. 107 ページ: 166604/1-5
  • DOI: 10.1103/PhysRevLett.107.166604
  • 査読あり
• [学会発表] Nanophotonics studies based on modern optics and materials science (2013)
  • 著者名/発表者名: Kazuaki Sakoda
  • 学会等名: International Workshop on Wave Functional Materials
  • 発表場所: 蘇州大学(中国・蘇州市)
  • 年月日: 2013-11-09
• [学会発表] 液滴エピタキシー法による格子整合系量子ナノ構造の自己形成とその光物性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 間野高明, 定昌史, 黒田隆, 野田武司, 佐久間芳樹, 迫田和彰
  • 学会等名: 第74回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 同志社大学(京都府京田辺市)
  • 年月日: 2013-09-16
• [学会発表] Droplet epitaxy of nano -structures and their applications (2012)
  • 著者名/発表者名: Takaaki Mano
  • 学会等名: The 17th International Conference on Mole -cular Beam Epitaxy
  • 発表場所: 奈良新公会堂(奈良県奈良市)
  • 年月日: 2012-09-23
• [学会発表] Recent developments of droplet epitaxy of GaAs quantum dots and their spectroscopic studies (2011)
  • 著者名/発表者名: Kazuaki Sakoda
  • 学会等名: The 5th OSA International Conference on Nanophotonics
  • 発表場所: 復旦大学(中国・上海市)
  • 年月日: 2011-05-22
• [学会発表] Recent Development in Droplet Epitaxy (2011)
  • 著者名/発表者名: Takaaki Mano
  • 学会等名: The 7th International Conference on Low Dimensional Structure
  • 発表場所: Reef Hotel Telchac(メキシコ・テルチャックプエルト市)
  • 年月日: 2011-05-22