表面弾性波を用いた単一飛行電子の量子制御の実現

利用表面声波实现单个飞行电子的量子控制

基本信息

批准号：
17H07398
负责人：
高田真太郎
金额：
$ 1.91万
依托单位：
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-08-25 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

当該年度は、まず表面弾性波による閉じ込めポテンシャルの強化に取り組んだ。表面弾性波は、IDTと呼ばれる櫛形電極に櫛の周期と音速から決まる共鳴周波数の高周波電圧を印加することで発生する。ここでは、(1) より強度の大きな表面弾性波の発生による、深い閉じ込めポテンシャルの実現、及び、(2) より短い波長の表面弾性波の励起による狭い閉じ込めポテンシャルの実現の２つの方向からポテンシャルの強化を図った。具体的には、IDTの特性インピーダンスを高周波回路の特性インピーダンスと整合させる回路を組み込むことにより、10 dB程度の強度の増幅が得られることがわかった。また、GaAsより圧電特性の大きなZnO上にIDTを作ることで一桁程度の強度の向上が見込まれるため、ZnOを用いた試料作製プロセスの開発に取り組んだ。さらに、波長の短い高次の表面弾性波を効率良く励起できる新たな構造を持つIDTを作製した。上記のポテンシャル強化と並行して、単一電子を用いた量子電子光学において核となる技術である、異なる単一電子源の同期技術の向上を図り、98%程度の高確率で制御をすることに成功した。さらに、結合量子細線と呼ばれる２本の平行な量子細線が量子力学的なトンネル障壁を介して繋がった構造において、単一飛行電子のコヒーレントな振動の兆候と考えられる信号を得ることに成功した。それらの成果については、３月にアメリカのロサンゼルスで行われたアメリカ物理学会の３月会議で発表を行った。また一方で、本研究を発展させて取り組む予定である次年度からの若手研究の研究課題に向け、単一飛行電子に対する位相制御器を実証するための試料の設計、及び作製を行った。

在财政年度，我们首先致力于加强表面弹性波对抗的对抗。表面弹性波是通过从梳子周期和声速中施加由梳子形电极（称为梳状电极）确定的共振频率的高频电压来产生的。在这里，由于（1）较大的表面弹性波的产生而实现了深度对抗的潜力，以及通过（2）较短波长的较短波长来实现狭窄的冲突潜力。具体而言，发现通过合并与IDT具有特征性阻抗的高频阻抗一致的电路，获得了约10 dB强度的不完整。此外，在ZnO上的IDT的创建比GAA具有更大的压电特性，预计将提高单个数字强度，因此我们使用ZnO开发了采样过程。此外，我们创建了一种新结构，具有新的结构，可以有效地激发具有短波长的高级表面弹性波。与上述潜在的增强相关，我们将改善不同单一电子源的同步技术，该技术是使用单电子量子的核心技术，并以大约98％的方式控制。此外，在通过量子机械隧道屏障连接两条平行的量子线的结构中，我们成功地获得了一个被认为是单个飞行电子电子电子相干振动的信号。结果于3月在美国洛杉矶的美国物理学会议上宣布。另一方面，为了开发和研究下一个财政年度的年轻研究研究，该研究计划在这项研究上开发和工作，我们已经设计和设计了一个样本，以展示单个单个 - 基于相位的设备 - 飞行电子。