phonon hybrid quantum science

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project Area: Science of hybrid quantum systems
• Project/Area Number: 15H05869
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: NTT Basic Research Laboratories
• Principal Investigator: Yamaguchi Hiroshi 日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, 量子電子物性研究部, 上席特別研究員 (60374071)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 本間 芳和 東京理科大学, 理学部第一部物理学科, 教授 (30385512) ; 野村 政宏 東京大学, 生産技術研究所, 准教授 (10466857) ; 有江 隆之 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80533017)
• Project Period (FY): 2015-06-29 – 2020-03-31
• Keywords: フォノン / 機械共振器 / CNT / グラフェン / 量子 / ナノテクノロジー

Outline of Final Research Achievements

Top-down fabrication technology of phononic structures, such like phononic crystal and the hybrid devices of quantum dots and mechanical resonators, has been extensively developed. We also developed novel bottom-up fabrication technologies as isotope-controlled graphene growth and controlled defect formation in carbon nanotubes. As their hybrid methods, the devices integrating suspended carbon nanotubes and nanowire quantum dots have been successfully fabricated. These results create sufficiently large importance in scientific community and leads to new technological development. We achieved enough high level of outputs from this project, in the sense that the obtained knowledge and technologies are expected to be utilized in the direction to realize quantum transducers.

Free Research Field

半導体ナノメカニクス

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

現在、量子技術は全く新しい研究フェーズに推移しており、実用技術への展開が現実のものとなりつつある。本研究課題における成果は、本領域が目指した量子計測や量子トランスデューサなどの革新的技術分野の実現に向けて、着実なステップを進めることができたものと考えられる。また、古典的フォノンの範囲においても、本課題で得られた超高感度のセンシング技術や核磁気共鳴の新手法、フォノン流の制御技術、カーボンナノ材料の原子レベルでの成長制御技術は、様々な極限センサや新しい機能を持つナノデバイス創生に大きな貢献を果たすものと期待される。