平面p-n接合中の電気制御量子ドットにおける電子スピンから光子への量子状態変換

平面 p-n 结电控量子点中从电子自旋到光子的量子态转换

• 批准号: 17H01039
• 负责人: 大岩 顕
• 金额: $ 28.04万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-04-01 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17H01039/
• 关键词: 量子状態変換; 量子ドット; 半導体物性; p-n接合; 量子情報通信; 光物性

本研究では面内p-n接合とゲート制御（横型）量子ドットを融合した素子を実現し、量子ドットのスピン状態から、再結合によって放出される光子の偏光状態への量子状態変換を実現することが目的である。またその時の変換のコヒーレンスの保持など変換の物理を解明することも目指す。本年度は、まず面内p-n接合とゲート制御（横型）量子ドットを融合を目指した試料作製と測定系の構築に着手した。面内p-n接合を実現するために、不純物を添加していないアンドープGaAs量子井戸に、ゲート電圧でp型領域とn型領域を誘起し、その界面でp-n接合を実現する方針を選択した。アンドープ基板では横型量子ドットを形成する技術が確立しており、本研究の目標達成に適した方針である。そのためのアンドープ基板の成長を、協力研究者であるドイツ　ルール大のWieck教授に依頼した。この時、通常一般的に用いられる(001)面上の量子井戸の他に、将来、量子状態転実現に必要と考えている(110)面上の量子井戸も成長を行った。一方で、アンドープ基板に対するオーミック接触作製技術の開発に重点を置き、p型とn型を制御する表面ゲート電極がオーミック電極に遮蔽されず、オーミック電極までまできちんと量子井戸中に2次元キャリアを誘起して、そことオーミック電極が電気的接触が確立できるよう、ウェットエッチングと電極材料の斜め蒸着を組み合わせたオーミック電極作製法を開発した。また回折格子を導入し、p-n接合からのエレクトロルミネッセンスの検出と分光のための測定系の構築に着手した。

这项研究旨在实现一个元素，该元素融合了平面P-N结和门控（水平）量子点，并实现从量子点的旋转状态到通过重组发出的光子的极化状态的量子态转换。它还旨在阐明转化的物理学，例如当时保持转换的连贯性。今年，我们首先开始准备样品并构建一个测量系统，目的是融合面内P-N连接和栅极控制的（水平）量子点。为了实现平面内的P-N连接，选择了一项政策，以诱导未含糊的GAAS量子量诱导P型和N型区域，而无需使用栅极电压杂质，并在界面上实现P-N交界处。在未12.的基材中已经建立了一种用于形成水平量子点的技术，使其成为实现这项研究目标的合适政策。我们要求合作研究员鲁尔大学的威克教授将未居式的底物扩大到这一目的。目前，除了通常使用的（001）平面上的量子井外，（110）平面上的量子井（认为这对于实现量子状态过渡是必不可少的）也在将来生长。另一方面，我们专注于为未稳定的底物开发欧姆接触技术，并开发了一种欧姆电极制造方法，该方法结合了电极材料的湿蚀刻和倾斜沉积，以使控制P型和N型的表面栅极电极无法由欧欧克的欧欧克电器和N型的接触仪屏蔽，并在dydimential ofers中屏蔽，并在dimensional thers the ty-dimensitial carriers中进行电源。要建立的电极。还引入了衍射光栅，并正在进行测量系统检测和从P-N连接的检测和光谱的测量系统。

项目成果

Ruhr University Bochum(ドイツ)

波鸿鲁尔大学（德国）