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本研究の目的は、THz電磁場を発生から伝送・検出まで完結して制御するオンチップ光学系を構築することである。その物理的舞台として量子ホール端状態と量子ドット単一光子検出器が利用され、以下の成果が得られた。（１）単一光子レベルでTHz波を発光・伝送（共振）・検出する全電気駆動のオンチップ・光学系を実演した、（２）このオンチップ・THz光学系を用いた実験から、量子ホール端状態を注入電流とする発光がスピンフリップを介したランダウ準位間遷移であることが見出された。これらの成果は、THz光子のオンチップ制御の可能性を示すとともに、スピン自由度を加えた量子輸送チャネルによる新たな光子制御の展開を示唆する。
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