酸化エルビウム結晶におけるポピュレーション操作と量子メモリへの応用

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24360033
• 研究機関: 日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所
• 研究代表者: 俵 毅彦 日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, 量子光物性研究部, 主任研究員 (40393798)
• 研究分担者: 尾身 博雄 日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, 機能物質科学研究部, 主任研究員 (50257218) ; 後藤 秀樹 日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, 量子光物性研究部, 部長 (10393795) ; 寒川 哲臣 日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, 量子光物性研究部, 所長 (70211993) ; 倉持 栄一 日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, 量子光物性研究部, 主任研究員 (10393802) ; 足立 智 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10221722)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: STIRAP / 酸化エルビウム / エネルギー移動

研究実績の概要

これまで（ErSc)2O3結晶において空間的に異なるErサイト間でのエネルギー移動の存在を明らかにしてきたが、これに加えポピュレーションの散逸パスとして同一サイト内での上位準位へのエネルギー移動（アップコンバージョン）が存在することを実験的に見出した。これらエネルギー移動の過程をモデル化し解析することで、それぞれの移動速度のEr濃度依存性を明らかにした。これにより（ErSc)2O3結晶では超高濃度なEr濃度を維持しつつ、エネルギー移動速度を十万分の一から百万分の一に抑制できることを明らかにした。これら成果はチップ上の通信波長帯微小光素子の実現に大きく貢献するものである。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

26年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

26年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [学会発表] Inter- and Intra-Site Energy Transfers in (Sc, Er)2O3 Thin Films Grown on Si(111) (2015)
  • 著者名/発表者名: Y.Kawakami, T.Tawara, H.Omi, R.Kaji, S.Adachi
  • 学会等名: 19th International Conference on Electron Dynamics in Semiconductors, Optoelectronics and Nanostructure (EDISON19)
  • 発表場所: Salamanca, Spain
  • 年月日: 2015-06-29 – 2015-07-02
• [学会発表] Visible up-conversion luminescence in (ErSc)2O3 epitaxial thin films and its suppression by photonic band-gap (2015)
  • 著者名/発表者名: T.Tawara, T.McManus, Y.Kawakami, H.Omi, A.Najar, R.Kaji, S.Adachi, H.Gotoh
  • 学会等名: Conference on Lasers and Electro-Optics 2015 (CLEO:2015)
  • 発表場所: San Jose, USA
  • 年月日: 2015-05-10 – 2015-05-15
• [学会発表] (ErSc)2O3 薄膜におけるアップコンバージョン発光とフォトニックバンドギャップによる抑制 (2015)
  • 著者名/発表者名: 俵毅彦、Thomas McManus、川上欣洋、尾身博雄、Adel Najar、鍛治怜奈、足立智、後藤秀樹
  • 学会等名: (ErSc)2O3 薄膜におけるアップコンバージョン発光とフォトニックバンドギャップによる抑制
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 2015-03-11 – 2015-03-14
• [学会発表] (Sc, Er)2O3薄膜におけるサイト選択励起でのエネルギー移動とアップコンバージョン (2015)
  • 著者名/発表者名: 川上欣洋、俵毅彦、尾身博雄、鍜治怜奈、足立智
  • 学会等名: 第62回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 2015-03-11 – 2015-03-14
• [学会発表] (ErSc)2O3 混晶薄膜の非発光過程とレート方程式解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 川上欣洋,鍜治怜奈,足立智,俵毅彦,尾身博雄
  • 学会等名: 第50回応用物理学会北海道支部/第11回日本光学会北海道地区合同学術講演会
  • 発表場所: 旭川勤労者福祉会館
  • 年月日: 2015-01-09 – 2015-01-10
• [学会発表] 酸化エルビウム薄膜における上位準位へのポピュレーション移動 (2014)
  • 著者名/発表者名: 俵毅彦，尾身博雄，A. Najar，鍛治怜奈，足立智，後藤秀樹
  • 学会等名: 第75回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2014-09-17 – 2014-09-20
• [学会発表] エルビウム混晶薄膜発光の温度依存性：エネルギー移動と非発光過程の考察 (2014)
  • 著者名/発表者名: 川上欣洋,鍜治怜奈,足立智,俵毅彦,尾身博雄
  • 学会等名: 第75回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2014-09-17 – 2014-09-20
• [学会発表] (Er1-xScx)2O3MBE成長膜中Er置換サイトのEr濃度依存性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 尾身博雄，俵毅彦，鍛治怜奈，足立智，後藤秀樹
  • 学会等名: (Er1-xScx)2O3MBE成長膜中Er置換サイトのEr濃度依存性
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2014-09-17 – 2014-09-20
• [学会発表] Optical transition between Stark levels in (ErSc)2O3 epitaxitial films (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Tawara, H. Omi, A. Najar, R. Kaji, S. Adachi, H. Gotoh
  • 学会等名: Conference on Lasers and Electro-Optics 2014 (CLEO:2014)
  • 発表場所: San Jose, USA
  • 年月日: 2014-06-08 – 2014-06-13
• [産業財産権] 光素子 (2015)
  • 発明者名: 俵 毅彦
  • 権利者名: 俵 毅彦
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特願2015-028251
  • 出願年月日: 2015-02-17