Control of room temperature polariton toward neuromorphic device applications

神经形态设备应用中室温极化子的控制

基本信息

批准号：
22K18794
负责人：
山下兼一
金额：
$ 4.16万
依托单位：
Kyoto Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-06-30 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、集積性と低消費電力性に優れたニューロモルフィックデバイスおよび量子シミュレータの創成に、光子と励起子の結合量子状態（ポラリトン）を利用した新概念により挑戦することを目的としている。室温にて安定にポラリトン状態およびその凝縮相を形成できる活性層材料として全無機鉛ハライドペロブスカイト（CsPbBr3）を選択し、高Q値の微小共振器構造を作製する。独自に構築した光学測定系を用いて評価時実験を行い、ポラリトン凝縮状態の双安定性の確認とニューロモルフィック機能の発現を実証する予定である。初年度には、貧溶媒ミストアシスト法による単結晶成長技術の適用によって、本実験で使用可能な100um四方のサイズをもつ大面積CsPbBr3微小共振器の作製手法を確立した。この結晶を用いて、双安定性発現するの物理量として偏光方向に着目し、ポラリトン凝縮実験を行った。励起強度依存性、および観測角度依存性など、詳細なフォトルミネッセンス測定を行った結果、ポラリトン凝縮状態において垂直偏光モードと水平偏光モードの間でカップリングが生じていることを証明した。本来は相互作用を起こさない直交した2つの偏光モードであるが、CsPbBr3結晶がわずかに光学的異方性を持つことにより、偏光ミキシングが可能であることを明らかにした。双安定性の実証には連続（cw）モードでの凝縮を達成する必要があるが、室温ポラリトン凝縮相のニューロモルフィック応用だけでなく、量子ビット応用としても期待できるものである。本成果は現在論文投稿中である。

这项研究旨在挑战神经形态设备和量子模拟器的创建，这些设备和量子模拟器高度集成并使用使用新概念来利用光子和激子的耦合量子状态（极性）。总无机铅卤化物钙钛矿（CSPBBR3）被选为可以稳定形成极化状态的活性层材料及其在室温下的冷凝相，并产生具有较高Q值的微孔子结构。我们计划使用唯一构建的光学测量系统进行评估实验，以确认偏振子冷凝状态的双重性，并证明神经形态功能的表达。在第一年，我们建立了一种制造具有100UM正方形的大面积CSPBBR3微孔子的方法，可以在本实验中使用使用差的溶剂雾垫辅助方法应用单晶生长技术。使用该晶体，进行了偏振子冷凝实验，以偏振方向为振荡。详细的光致发光测量（包括激发强度和观察角的依赖性）证明，耦合发生在北极凝结状态的垂直和水平极化模式之间。尽管最初有两个正交极化模式不相互作用，但由于CSPBBR3晶体的光学各向异性，可能会出现极化混合。双态性的演示需要在连续（CW）模式下实现冷凝，但不仅可以预期是室温偏极凝结相的神经形态应用，而且还可以作为量子应用。目前正在提交这一发现。

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）

CsPbBr3微小共振器の2次元波数空間におけるポラリトン凝縮特性

CsPbBr3微谐振器二维波数空间极化子凝聚特性

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
犬飼剛也;森山裕太;上田悠介;平尾司;高橋駿;山下兼一
通讯作者：
山下兼一

シアノ基置換（チオフェン/フェニレン）コオリゴマーを含有するマイクロキャビティの作製とその光学特性

氰基取代（噻吩/亚苯基）共低聚物微腔的制备及其光学性能

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
S. Dokiya;H. Mizuno;H. Mizuno;H. Katsuki;K. Yamashita;F. Sasaki;H. Yanagi;松尾匠，上田悠介，水野斎，佐々木史雄，山下兼一，柳久雄;佐々木史雄，松尾匠，高田徳幸，椋橋奈穂，水野斎，柳久雄;門司悠佑，水野斎，甚上知美，山下兼一，佐々木史雄，柳久雄
通讯作者：
門司悠佑，水野斎，甚上知美，山下兼一，佐々木史雄，柳久雄

Fabrication of Lead-Halide Perovskite Film with Two-Dimensional Photonic Lattice

二维光子晶格卤化铅钙钛矿薄膜的制备