• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to project page

2015 Fiscal Year Annual Research Report

液滴エピタキシー法による理想的な量子ドットの自己形成

Research Project

Project/Area Number 25390011
Research InstitutionNational Institute for Materials Science

Principal Investigator

間野 高明  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 先端フォトニクス材料ユニット, 主任研究員 (60391215)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Keywordsもつれ合い光子対 / 結晶成長 / 化合物半導体 / 分子線エピタキシー / ガリウム砒素 / エレクトロルミネッセンス素子 / 偏光
Outline of Annual Research Achievements

格子整合系GaAs量子ドット/AlGaAsに関して、従来の光励起から実用を見据えた電流励起に展開してエレクトロルミネッセンス(EL)によりもつれ合い光子対発生を実現することを目的として研究を実施した。平成26年度までにN型層の成長条件を確立したのに加えて、27年度は、シリコンをアクセプターサイトに導入しP型層を実現する成長条件を探索した。成長条件の精密な制御を行い基板温度580度、砒素圧1E-5 Torr以下でP型層が成長可能なことを明らかにした。一方で砒素欠損に起因する発光が生じて、量子ドットのEL発光と混ざってしまうことが分かった。そこで、AlGaAs二重障壁障とすることにより砒素欠損の存在するP型AlGaAs層に電子が注入されない構造を新たに設計した。それにより、砒素欠損の起因する発光が抑制されて、量子ドットからEL発光を観察することに成功した。顕微EL用の素子を作製して、単一量子ドットの特性評価を行ったところ、微細構造分裂がほぼゼロの量子ドットが存在することを確認した。この成果は応用物理学会に於いて発表して、光学特性評価は現在も継続している。また、電極パッドが量子ドットの偏光状態に有意な影響を与えることが明らかとなった。影響の起源としてはパッドの形状そのものの影響と、印可される電界の二つの効果が考えられる。今後電極パッド形状の工夫により積極的に偏光状態を制御することができれば、すべての量子ドットにおいて微細構造分裂幅ゼロにチューニングできる可能性がある。
通信波長帯InAs量子ドットに関する研究では、平成26年度はInP(111)A基板を用いていたが、汎用性の高いGaAs(111)A基板に適用させる目的で格子緩和した疑似基板を結晶成長により実現することを試み、非常に高品質なInAlAsやInGaAsをGaAs(111)A上に成長できることを見出した。

  • Research Products

    (10 results)

All 2016 2015 Other

All Int'l Joint Research (4 results) Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (3 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] University of Milano Bicocca(イタリア)

    • Country Name
      ITALY
    • Counterpart Institution
      University of Milano Bicocca
  • [Int'l Joint Research] University of Toulouse(フランス)

    • Country Name
      FRANCE
    • Counterpart Institution
      University of Toulouse
  • [Int'l Joint Research] Eindhoven University of Technology(オランダ)

    • Country Name
      NETHERLANDS
    • Counterpart Institution
      Eindhoven University of Technology
  • [Int'l Joint Research] National Chiao Tung University(台湾)

    • Country Name
      その他の国・地域
    • Counterpart Institution
      National Chiao Tung University
  • [Journal Article] Stable and efficient collection of single photons emitted from a semiconductor quantum dot into a single-mode optical fiber2016

    • Author(s)
      H. Kumano, T. Harada, I. Suemune, H. Nakajima, T. Kuroda, T. Mano, K. Sakoda, S. Odashima, and H. Sasakura
    • Journal Title

      Applied Physics Express

      Volume: 9 Pages: 032801/1-4

    • DOI

      10.7567/APEX.9.032801

  • [Journal Article] Precise shape engineering of epitaxial quantum dots by growth kinetics2015

    • Author(s)
      S. Bietti, J. Bocquel, S. Adomo, T. Mano, J. G. Keizer, P. M. Koenraad, and S. Sanguinetti
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 92 Pages: 075425/1-8

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.92.075425

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Size-dependent line broadening in the emission spectra of single GaAs quantum dots: Impact of surface charge on spectral diffusion2015

    • Author(s)
      N. Ha, T. Mano, Y.-L. Chou, Y.-N Wu, S.-J. Cheng, J. Bocquel, P. M. Koenraad, A. Ohtake, Y. Sakuma, K. Sakoda, and T. Kuroda
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 92 Pages: 075306/1-8

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.92.075306

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] (111)A基板上の格子不整合系エピタキシーの諸現象:ドット形成と歪み緩和の理解と制御にむけて2015

    • Author(s)
      間野高明, 大竹晃浩, HA Neul, 黒田隆, 佐久間芳樹, 迫田和彰
    • Organizer
      第11回量子ナノ材料セミナー
    • Place of Presentation
      電気通信大学
    • Year and Date
      2015-12-08 – 2015-12-08
    • Invited
  • [Presentation] GaAs(111)A基板上の高対称性量子ドットLEDの作製2015

    • Author(s)
      間野高明, 黒田隆, HA Neul, 野田武司, 佐久間芳樹, 迫田和彰
    • Organizer
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場
    • Year and Date
      2015-09-13 – 2015-09-16
  • [Presentation] Impact of surface charge on spectrally diffusive photoluminescence in GaAs quantum dots grown by droplet epitaxy2015

    • Author(s)
      HA Neul, 間野高明, 黒田隆, Shun-Jen Cheng, Paul M. Koenraad, 大竹晃浩, 佐久間芳樹, 迫田和彰
    • Organizer
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場
    • Year and Date
      2015-09-13 – 2015-09-16

URL: 

Published: 2017-01-06   Modified: 2022-03-01  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi