窒素配列ナノ構造の局所光応答とコヒーレントデバイス応用

氮取向纳米结构的局部光响应和相干器件应用

基本信息

批准号：
20045011
负责人：
喜多隆
金额：
$ 3.26万
依托单位：
Kobe University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20045011/
关键词：
不純物アイソエレクトロニック発光 GaAs 窒素ペア光子放出

项目摘要

本研究ではエピタキシャル結晶成長技術で制御した不純物原子オーダリングを利用してGaAs中に窒素ペアの配列ナノ構造を創り上げ、配列構造で制御可能な単一光子生成やコヒーレンスにかかわる新しい量子情報通信機能を実証を目指している。窒素ペアの配列ナノ空間構造の作製と励起子状態の磁場制御窒素ペアを配列させて作製するためにわれわれはGaAs(001)表面のオーダリングを利用した。特に(2x4)再構成構造のGaダイマに優先的に吸着する窒素は(001)面上に均一な窒素ペア構造を造ることを見出した。これらペア構造の形状異方性によって励起子は微細構造分裂することを昨年までに見出している。光子源としてこの励起子準位を利用するには微細構造分裂状態を制御することが必要になる。本年度は磁場によって、この励起子微細構造の精密な制御について実証した。その結果、窒素ペアはC_<2v>の対称性を有し、反磁性シフトにゼーマン分裂が重畳した特性を示すことを明らかにした。ゼーマン分離のg値は約5%増加することが本研究より明らかになった。単一光子デバイスの試作本年度はデバイス構造を具体的に試作するに当たって、発光波長約0.85μmに対して単一モードの光閉じ込めになるように光ガイド層の最適設計を行った。光閉じ込めにはAlGaAsクラッド層で窒素ペアを内包するGaAs活性層をサンドイッチし、発光強度増大を実証した。

这项研究旨在使用由外在晶体生长技术控制的杂质原子订购在GAA中创建一系列氮对，并演示与阵列结构可以控制的单个光子生成和连贯性相关的新量子信息和通信功能。我们利用GAAS（001）表面的订购来制造氮对的纳米空间结构，并创建激子磁场控制的氮对。特别是，发现氮优先吸附（2x4）重建结构的GA二聚体会在（001）表面上产生均匀的氮对结构。到去年，我们已经发现，由于这些配对结构的各向异性，激子分为微观结构。要利用此激子水平作为光子源，有必要控制微结构分裂状态。今年，我们使用磁场证明了该激子微观结构的精确控制。结果，据揭示了氮对具有C_ <2v>对称性，并表现出Zeeman分裂的特征，该特征叠加在Dimagnetic Shings上。这项研究表明，Zeeman分离的G值增加了约5％。今年，当我们要创建设备结构的混凝土原型时，我们设计了光学导向层的最佳设计，从而使单个光模式的光线限制为发射波长约为0.85μm。为了轻束，将包含氮对的GAAS活性层夹在藻类外层层中，表明发光的增加。