量子情報応用にむけた半導体結合量子ドット・量子リングの研究

量子信息应用中的半导体耦合量子点和量子环研究

基本信息

  • 批准号:
    10F00065
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.22万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 财政年份:
    2010
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2010 至 2011
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

近年の情報通信の広がりにつれて、通信の信頼性が以前にも増して重要になってきている。そのためにこれまでよりも絶対的に安心な通信が可能である量子情報通信が注目されている。その量子情報を伝送するのが単一光子であり、最小単位の光子はそれ以上には分割できないことが,通信の信頼性に重要な役割を果たしている。単一光子を発生する光源として半導体ナノ構造が注目され、活発に研究が進められている。本研究ではこのような半導体ナノ構造の量子情報応用に向けた基礎ではあるが、重要な研究を進めている。本年度は特に、光ファイバー通信波長帯である1300nmおよび1550nm帯のInP基板上のInAs量子ドットについて、単一の量子ドットを含むピラー構造の作製技術を確立した。さらにシミュレーションで光子取り出し効率が高くなることを明らかにした、ピラーの側面に傾斜角をつけた「コーン構造」を作製する技術も確立した。これによって、量子ドットから発生する発光強度が30倍以上に増大することを確認した。また発光源の高温動作を目指して単一量子ドット発光の温度特性を検討し、~150K程度まで発光を確認することが出来た。この過程で、温度特性を律速する量子ドットから外部のバリアへのキャリアの流出プロセスを調査し、電子と正孔が対となって外部に流出する過程が主体となっていることを明らかにした。これらの成果に基づき、単一光子発生を確認するための光子相関測定を行うべく、超伝導単一光子検出器の動作確認を進めているところであり、光ファイバー通信波長帯での単一光子源の実現に向けた重要なステップを進めつつある。
近年来,随着信息和通信的扩展,通信的可靠性变得比以往任何时候都更加重要。因此,量子信息通信引起了人们的关注,因为它使得通信比以往任何时候都更加安全。量子信息是通过单个光子来传输的,而光子的最小单位无法进一步划分,这一事实对于通信的可靠性起着重要作用。半导体纳米结构作为产生单光子的光源而引起人们的关注,并且研究正在进行中。在这项研究中,我们正在对半导体纳米结构在量子信息中的应用进行基础但重要的研究。特别是今年,我们在1300nm和1550nm光纤通信波段的InP衬底上建立了包含单个量子点的柱结构的制造技术,用于InAs量子点。他们还建立了一种技术来创建“锥形结构”,其中柱子的侧面是倾斜的,通过模拟表明可以提高光子提取效率。经证实,这使量子点产生的发光强度增加了30倍以上。我们还研究了单量子点发光的温度特性,目的是使光源能够在高温下工作,并能够确认高达约150K的发光。在此过程中,我们研究了载流子从量子点流向外部势垒的过程,该过程决定了温度特性,并揭示了电子和空穴成对流出的过程是主要过程。基于这些结果,我们正在进行超导单光子探测器的操作确认,以便进行光子相关测量以确认单光子的产生,并且我们正在进行超导单光子探测器的操作确认,我们正在采取重要的行动。为实现这一目标而采取的步骤。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Fabrication of Metal Embedded Nano-cones for Single Quantum Dot Emission
用于单量子点发射的金属嵌入纳米锥的制造
  • DOI:
    10.1143/jjap.50.06gg02
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    J.
  • 通讯作者:
    J.
Precise Slit-width Control of Niobium Apertures for Superconducting LED
超导 LED 铌孔径的精确狭缝宽度控制
  • DOI:
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    J.
  • 通讯作者:
    J.
Telecom wavelength semiconductor-superconductor based quantum emitters
基于电信波长半导体超导体的量子发射器
  • DOI:
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    C.Hermannstadter; H.Sasakura; N.A.Jahan; H.
  • 通讯作者:
    H.
Inter-dot Coupling and Excitation Transfer Mechanisms of Telecommunication Band InAs Quantum Dots at Elevated Temperatures
高温下电信波段 InAs 量子点的点间耦合和激发传递机制
  • DOI:
    10.1088/1367-2630/14/2/023037
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    C.Hermannstadter; N.A.Jahan; J.
  • 通讯作者:
    J.
Long Wavelength Emission from Nano-cone Structures with Embedded Single InAs/InGaAlAs Quantum Dots Grown on InP Substrates
InP 衬底上生长的嵌入单 InAs/InGaAlAs 量子点的纳米锥结构的长波长发射
  • DOI:
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    C.Hermannstadter; J.
  • 通讯作者:
    J.
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    $ 1.22万
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