高密度励起子分子による量子もつれ多光子状態の生成

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 24654092
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 物性Ⅰ
• 研究機関: 大阪府立大学
• 研究代表者: 大畠 悟郎 大阪府立大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (10464653)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 量子もつれ / 励起子分子 / CuCl / 光子統計 / 量子光学 / 光物性

研究概要

本研究では，非縮退，非同軸である２つ光パルスを励起光源として用いることにより，励起子分子共鳴ハイパーパラメトリック散乱(RHPS)から同軸上に縮退した量子もつれ光子対を生成させるスキームを新たに提案し，実験的にこれを生成することに成功した．
また，RHPS光に対して，４光子までの光子統計が観測可能な測定系を新たに構築し観測を行った結果，100μW 程度の非常に微弱な励起にもかかわらず，複数光子対が発生していることを初めて確認した．

研究成果

• [雑誌論文] Observation of bound and antibound states of cavity polariton pairs in a CuCl microcavity (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Matsuura, Y. Mitsumori, H. Kosaka, K. Edamatsu, K. Miyazaki, D. Kim, M. Nakayama, G. Oohata, H. Oka, H. Ajiki, H. Ishihara
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 89 ページ: 035317/1-6
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.89.035317
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optical properties of CuCl microcavities with fluctuations in their refractive index profiles along the cavity structures (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Yoshino, G. Oohata, Y. Shim, H. Ishihara, K. Mizoguchi
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 88 ページ: 205311/1-9
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.88.205311
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characteristics of coherent transverse optical phonon in CuI thin films on Au nano-films (2013)
  • 著者名/発表者名: Shota Isshiki, Yuuki Nagata, Goro Oohata, Akira Kawakami, Shingo Saito, Kohji Mizoguchi
  • 雑誌名: Eur. Phys. J. B 巻: 86 ページ: 172/1-4
  • DOI: 10.1140/epjb/e2013-30615-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Generation of Coherent Phonons in a CdTe Single Crystal Using an Ultrafast Two-Phonon Laser-Excitation Process (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Mizoguchi, R. Morishita, G. Oohata
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett 巻: 110 ページ: 077402/1-5
  • DOI: 10.1103/PhysRevLett.110.077402
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photoluminescence of excitons and biexcitons in (C_4H_9NH_3)_2PbBr_4 crystals under high excitation density (2012)
  • 著者名/発表者名: Yasuo Yamamoto, Goro Oohata
  • 雑誌名: Phys. Stat. Sol 巻: 9 ページ: 2501-2504
  • DOI: 10.1002/pssc.201200314
  • 査読あり
• [雑誌論文] Polarization dependence of four-wave mixing via biexcitons in CuCl microcavities (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Matsuura, Y. Mitsumori, H. Kosaka, K. Edamatsu, K. Miyazaki, Y. Kanatani, D. Kim, M. Nakayama, G. Oohata, H. Oka, H. Ajiki, H. Ishihara
  • 雑誌名: Phys. Stat. Sol. (c) 巻: 9 ページ: 2505-2508
  • DOI: 10.1002/pssc.201200326
  • 査読あり
• [学会発表] 有機・無機複合半導体(C_4H_9NH_3)_2PbI_4を用いた微小共振器の光学特性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 宮明峻矢, 大畠悟郎, 山本康男, 沈用球, 溝口幸司
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 2014-03-29
• [学会発表] 種々の検出エネルギーで測定したCdTe中のコヒーレントフォノンのポンプ光偏光依存性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 土井洋平, 大畠悟郎, 溝口幸司
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 2014-03-29
• [学会発表] 励起子分子から生成される量子もつれ光子対の多光子検出による状態解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大畠悟郎, 山本康男, 溝口幸司
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 2014-03-28
• [学会発表] CuCl微小共振器におけるRabi振動コヒーレントフォノン間結合の偏光特性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 吉野慎吾, 大畠悟郎, 溝口幸司
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 2014-03-28
• [学会発表] 層状鉄酸化物LuFe_2O_4における赤外反射スペクトルの圧力特性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 呉剛志, 岡村英一, 大畠悟郎, 永田知子, 森茂生, 池田直, 溝口幸司
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 2014-03-27
• [学会発表] CuCl微小共振器における励起子分子の輻射緩和 (2014)
  • 著者名/発表者名: 安食博志, 松浦心平, 三森康義, 小坂英男, 枝松圭一, 宮崎健一, 金大貴, 中山正昭, 大畠悟郎, 石原一
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 2014-03-27
• [学会発表] CuCl微小共振器における四光波混合スペクトルの偏光依存性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 三森康義, 松浦心平, 小坂英男, 枝松圭一, 宮崎健一, 金大貴, 中山正昭, 大畠悟郎, 岡寿樹, 安食博志, 石原一
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 2014-03-27
• [学会発表] 励起子分子共鳴ハイパーパラメトリック散乱光における偏光相関の励起強度依存性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山本康男, 大畠悟郎, 溝口幸司
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 2014-03-27
• [学会発表] 金属薄膜を用いたCuCl微小共振器の光学特性III～共振器ポラリトン状態の活性層厚依存性～ (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤原良平, 大畠悟郎, 吉野慎吾, 沈用球, 石原一, 溝口幸司
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 2014-03-27
• [学会発表] Temperature dependence of infrared reflection spectrum in layered iron oxide LuFe_2O_4 (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Go, H. Okamura, G. Oohata, T. Nagata, S. Mori, N. Ikeda, K. Mizoguchi
  • 学会等名: The International Conference on Strongly Correlated Electron Systems (TSCES2013)
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 20130805-09
• [学会発表] 励起子分子共鳴ハイパーパラメトリック散乱光に対する4光子相関測定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山本康男, 大畠悟郎, 溝口幸司
  • 学会等名: 第24回光物性研究会
  • 発表場所: 大阪市立大学
  • 年月日: 2013-12-14
• [学会発表] CuCl微小共振器におけるRabi振動-コヒーレントフォノン間結合の偏光依存性- (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉野慎吾, 大畠悟郎, 溝口幸司
  • 学会等名: 第24回光物性研究会
  • 発表場所: 大阪市立大学
  • 年月日: 2013-12-14
• [学会発表] プリズム上に成長させたCuCl–Ag微小共振器の光学応答 (2013)
  • 著者名/発表者名: 荻野心平, 大畠悟郎, 吉野慎吾, 藤原良平, 沈用球, 石原一
  • 学会等名: 第24回光物性研究会
  • 発表場所: 大阪市立大学
  • 年月日: 2013-12-14
• [学会発表] 第2高調波照射によるInAsからのTHz電磁波放射の研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 中村健翔, 大畠悟郎, 齋藤伸吾, 川上彰, 溝口幸司
  • 学会等名: 第24回光物性研究会
  • 発表場所: 大阪市立大学
  • 年月日: 2013-12-13
• [学会発表] 層状鉄酸化物LuFe_2O_4における赤外反射スペクトルの偏光特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 呉剛志, 岡村英一, 大畠悟郎, 永田知子, 森茂生, 池田直, 溝口幸司
  • 学会等名: 第24回光物性研究会
  • 発表場所: 大阪市立大学
  • 年月日: 2013-12-13
• [学会発表] 励起子分子共鳴ハイパーパラメトリック光の光子統計～複数光子対の量子相関測定～ (2013)
  • 著者名/発表者名: 山本康男, 大畠悟郎, 溝口幸司
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学
  • 年月日: 2013-09-28
• [学会発表] 共振器ポラリトン間の量子ビートによるコヒーレントLOフォノンの増強効果II (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉野慎吾, 大畠悟郎, 沈用球, 石原一, 溝口幸司
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学
  • 年月日: 2013-09-27
• [学会発表] 層状鉄酸化物LuFe_2O_4における赤外反射スペクトルの偏光依存性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 呉剛志, 岡村英一, 大畠悟郎, 永田知子, 森茂生, 池田直, 溝口幸司
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学
  • 年月日: 2013-09-27
• [学会発表] CuCl微小共振器におけるRabi分裂エネルギーの反交差角依存性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大畠悟郎, 奥出寛也, 吉野慎吾, 沈用球, 石原一, 溝口幸司
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学
  • 年月日: 2013-09-26
• [学会発表] プリズム上に作製したCuCl-Ag微小共振器の光学応答 (2013)
  • 著者名/発表者名: 荻野心平, 大畠悟郎, 吉野慎吾, 藤原良平, 沈用球, 石原一, 溝口幸司
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学
  • 年月日: 2013-09-26
• [学会発表] Photon Statistics Analysis of Entangled Photon Pairs via Biexciton Resonant (2013)
  • 著者名/発表者名: Yasuo Yamamoto, Goro Oohata, Kohji Mizoguchi
  • 学会等名: Nonlinear Optics (NLO) 2013
  • 発表場所: NW1A.6, The Fairmont Orchid, Kohala Coast, Hawaii, USA
  • 年月日: 2013-07-24
• [学会発表] Generation of Coherent Phonon by Rabi Oscillation in CuCl Microcavity (2013)
  • 著者名/発表者名: Shingo Yoshino, Goro Oohata, Yong-Gu Shim, Hajime Ishihara, Kohji Mizoguchi
  • 学会等名: Nonlinear Optics (NLO) 2013
  • 発表場所: The Fairmont Orchid, Kohala Coast, Hawaii, USA
  • 年月日: 2013-07-23
• [学会発表] 共振器ポラリトン間の量子ビートによるコヒーレントLOフォノンの増強効果 (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉野慎吾, 大畠悟郎, 沈用球, 石原一, 溝口幸司
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 2013-03-29
• [学会発表] 金ナノ薄膜上CuI薄膜におけるコヒーレントフォノンの増強 (2013)
  • 著者名/発表者名: 一色翔太, 大畠悟郎, 溝口幸司
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 2013-03-29
• [学会発表] CdTeのコヒーレントフォノンの各検出エネルギーに対する偏光依存性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 森祐紀, 大畠悟郎, 溝口幸司
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 2013-03-29
• [学会発表] CuClを用いた非対称結合微小共振器における共振器ポラリトンの状態制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 奥出寛也, 大畠悟郎, 吉野慎吾, 沈用球, 石原一, 溝口幸司
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 2013-03-28
• [学会発表] 励起子分子共鳴ハイパーパラメトリック散乱光に対する時間相関光子計数法を用いた状態解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山本康男, 大畠悟郎, 溝口幸司
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 2013-03-27
• [学会発表] 金属薄膜を用いたCuCl微小共振器の光学特性II～共振器ポラリトンの状態解析～ (2013)
  • 著者名/発表者名: 大畠悟郎, 藤原良平, 吉野慎吾, 沈用球, 石原一, 溝口幸司
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 2013-03-27
• [学会発表] コヒーレントフォノン分光法で私たちは何を見ているのか? (2012)
  • 著者名/発表者名: 萱沼洋輔,水本義彦,森祐紀,大畠悟郎,溝口幸司
  • 学会等名: 第23回光物性研究会
  • 発表場所: 大阪市立大学
  • 年月日: 2012-12-08
• [学会発表] CuCl微小共振器における超高速応答の研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 吉野慎吾,大畠悟郎,沈用球,石原一,溝口幸司
  • 学会等名: 第23回光物性研究会
  • 発表場所: 大阪市立大学
  • 年月日: 2012-12-08
• [学会発表] 層状鉄酸化物LuFe_2O_4における赤外反射スペクトルに関する研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 呉剛志,岡村英一,大畠悟郎,森茂生,池田直,溝口幸司
  • 学会等名: 第23回光物性研究会
  • 発表場所: 大阪市立大学
  • 年月日: 2012-12-07
• [学会発表] 共鳴励起近傍におけるCdTeのコヒーレントフォノン検出エネルギー依存性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 森祐紀,大畠悟郎,溝口幸司,水本義彦,萱沼洋輔
  • 学会等名: 第23回光物性研究会
  • 発表場所: 大阪市立大学
  • 年月日: 2012-12-07
• [学会発表] 有機・無機複合半導体C_4H_9NH_3)_2PbBr_4における強励起発光スペクトルの観測と解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山本康男,大畠悟郎,溝口幸司,市田秀樹,兼松泰男
  • 学会等名: 第23回光物性研究会
  • 発表場所: 大阪市立大学
  • 年月日: 2012-12-07
• [学会発表] CuClを用いた非対称結合微小共振器における共振器ポラリトンの光学特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 奥出寛也,大畠悟郎,吉野慎吾,沈用球,石原一,溝口幸司
  • 学会等名: 第23回光物性研究会
  • 発表場所: 大阪市立大学
  • 年月日: 2012-12-07
• [学会発表] 金属薄膜を用いたCuCl微小共振器の光学特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 藤原良平,大畠悟郎,吉野慎吾,沈用球,石原一,溝口幸司
  • 学会等名: 第23回光物性研究会
  • 発表場所: 大阪市立大学
  • 年月日: 2012-12-07
• [学会発表] コヒーレントフォノン場におけるスペクトル分解反射率変調の理論 (2012)
  • 著者名/発表者名: 萱沼洋輔, 水本義彦, 溝口幸司, 大畠悟郎
  • 学会等名: 日本物理学会2012年秋季大会
  • 発表場所: 横浜国立大学
  • 年月日: 2012-09-19
• [学会発表] 層状鉄酸化物LuFe_2O_4における赤外反射スペクトルの温度依存性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 呉剛志, 岡村英一, 大畠悟郎, 森茂生, 池田直, 溝口幸司
  • 学会等名: 日本物理学会2012年秋季大会
  • 発表場所: 横浜国立大学
  • 年月日: 2012-09-19
• [学会発表] 金属薄膜を用いたCuCl微小共振器の光学特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 藤原良平, 大畠悟郎, 吉野慎吾, 沈用球, 石原一, 溝口幸司
  • 学会等名: 日本物理学会2012年秋季大会
  • 発表場所: 横浜国立大学
  • 年月日: 2012-09-18
• [学会発表] CuClを用いた非対称結合微小共振器における共振器ポラリトンの観測 (2012)
  • 著者名/発表者名: 奥出寛也, 大畠悟郎, 吉野慎吾, 沈用球, 石原一, 溝口幸司
  • 学会等名: 日本物理学会2012年秋季大会
  • 発表場所: 横浜国立大学
  • 年月日: 2012-09-18
• [学会発表] CuCl微小共振器における励起子-光子結合状態の超高速ダイナミクス (2012)
  • 著者名/発表者名: 吉野慎吾, 大畠悟郎, 沈用球, 石原一, 溝口幸司
  • 学会等名: 日本物理学会2012年秋季大会
  • 発表場所: 横浜国立大学
  • 年月日: 2012-09-18
• [学会発表] 有機・無機複合半導体(C_4H_9NH_3)_2PbBr_4における励起子・励起子分子発光の緩和過程 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山本康男, 大畠悟郎, 溝口幸司, 市田秀樹, 兼松泰男
  • 学会等名: 日本物理学会2012年秋季大会
  • 発表場所: 横浜国立大学
  • 年月日: 2012-09-18
• [学会発表] CuCl微小共振器中励起子分子のエネルギー緩和 (2012)
  • 著者名/発表者名: 松浦心平, 三森康義, 小坂英男, 枝松圭一, 宮崎健一, 金谷侑佳, 金大貴, 中山正昭, 大畠悟郎, 岡寿樹, 安食博志, 石原一
  • 学会等名: 日本物理学会2012年秋季大会
  • 発表場所: 横浜国立大学
  • 年月日: 2012-09-18
• [学会発表] 共鳴励起近傍におけるCdTeのコヒーレントフォノンの検出エネルギー依存性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 森祐紀, 大畠悟郎, 溝口幸司
  • 学会等名: 日本物理学会2012年秋季大会
  • 発表場所: 横浜国立大学
  • 年月日: 2012-09-18
• [学会発表] CuCl微小共振器における励起子-光子結合状態間のビートの観測 (2012)
  • 著者名/発表者名: 吉野慎吾, 大畠悟郎, 沈用球, 石原一, 溝口幸司
  • 学会等名: 第73回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 愛媛大学・松山大学
  • 年月日: 2012-09-13
• [学会発表] Characteristics of coherent transverse optical phonon in CuI thin films on Au nanofilms (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Isshiki, G. Oohata, K. Mizoguchi
  • 学会等名: EXCON2012 (the 10th International Conference on Excitonic Processes in Condensed Matter, Nanostructured and Molecular Materials)
  • 発表場所: Groningen, The Netherlands
  • 年月日: 2012-07-03
• [学会発表] Optical properties of asymmetric coupled CuCl microcavities (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Okude, G. Oohata, S. Yoshino, Y. Shim, H. Ishihara, K. Mizoguchi
  • 学会等名: EXCON2012 (the 10th International Conference on Excitonic Processes in Condensed Matter, Nanostructured and Molecular Materials)
  • 発表場所: Groningen, The Netherlands
  • 年月日: 2012-07-03
• [学会発表] Photoluminescence of Excitons and Biexcitons in (C_4H_9NH_3)_2PbBr_4 Crystals under High Excitation Density (2012)
  • 著者名/発表者名: Yasuo Yamamoto, Goro Oohata, Hideki Ichida, Yasuo Kanematsu, Kohji Mizoguchi
  • 学会等名: ICOOPMA2012 (Fifth International Conference on Optical, Optoelectronic and Photonic Materials and Applications)
  • 発表場所: Nara, Japan
  • 年月日: 2012-06-04
• [学会発表] Polarization Dependence of Four Wave Mixing via Biexcitons in CuCl Microcavities (2012)
  • 著者名/発表者名: Shimpei Matsuura, Yasuyoshi Mitsumori, Hideo Kosaka, Keiichi Edamatsu, Kenichi Miyazaki, Yuka Kanatani, DaeGwi Kim, Masaaki Nakayama, Goro Ohata, Hisaki Oka, Hiroshi Ajiki, Hajime Ishihara
  • 学会等名: ICOOPMA2012 (Fifth International Conference on Optical, Optoelectronic and Photonic Materials and Applications)
  • 発表場所: Nara, Japan
  • 年月日: 2012-06-04