炭化ケイ素半導体を用いたもつれ光子対発生デバイスの実現

2022 Fiscal Year Comments on the Screening Results

• Project/Area Number: 22K18292
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 21:Electrical and electronic engineering and related fields
• Research Institution: Saitama University
• Principal Investigator: 土方 泰斗 埼玉大学, 情報メディア基盤センター, 准教授 (70322021)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松下 雄一郎 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 特任准教授 (90762336) ; 大島 武 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 量子機能創製研究センター, センター長 (50354949) ; 針井 一哉 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 量子機能創製研究センター, 主任研究員 (00633900)
• Project Period (FY): 2022-06-30 – 2025-03-31

Summary of the Research Project

SiCを熱酸化して形成される酸化膜／SiC界面の欠陥からの単一光子源（SPS）を利用して、室温での電子注入による「もつれ光子対」の生成と偏光制御を提案している。もつれ光子対の生成に必要な３準位系SPS欠陥構造を特定し、その形成技術を確立して、カスケード光放出に伴うもつれ光子対の生成を検証する。さらに、もつれ光子対を生成する固体デバイスとその集積化へと展開する。

Scientific Significance and Expected Research Achievements

酸化膜／SiC界面の欠陥を利用して、室温で電子注入により「もつれ光子対」を生成しようとする着想は独創的で、新規性、挑戦性の非常に高い研究と認められる。本研究で提案する固体量子デバイスやその集積化が実現できれば、量子コンピュータ、量子センシングや量子情報通信などの分野において、デバイスや装置の室温動作、小型化、高感度化、電子制御等につながることが期待され、学術的にも社会的にも与えるインパクトは大きい。