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先進の波長可レーザによる高い励起子準位の解明と量子ドットにおけるスピン制御の研究

使用先进可调谐激光器阐明高激子水平以及量子点自旋控制研究

基本信息

批准号：
24651120
负责人：
室清文
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Chiba University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012-04-01 至 2013-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-24651120/
关键词：
ナノプローブスピントロニクス半導体物性光物性

项目摘要

JSTの先端計測の委託事業で開発した高出力でASE-Free、広帯域にモードホップフリー同調可能な1μｍ帯の波長可変レーザと高効率でシャープカットオフなスペクトラフィルターを用いPLE測定により、極低温下の顕微スポットにおいて、GaAs基板上に自己組織化した個別InAs量子ドットの吸収スペクトルを高分解能で測定した。また、磁場印加により量子ドットのZeeman効果を調べた。その結果、自己組織化InAsドットはその形状を反映して実に多様な励起準位を形成していることを明らかになった。また、吸収、発光の偏光特性の解析から、殆どの励起準位間のフォノン緩和においてスピン状態は保存していることが分かった。励起子やスピンの操作に必要な量子ドットの多重励起子状態への光学遷移を、２台の波長可変レーザを用いる２光子分光法（２重共鳴法）により調べた。一方のレーザ波長を顕微スポットにある特定の量子ドットの吸収スペクトルに固定し、もう一方の波長を掃引しながらPLE測定を行った。用いたサンプルには１μｍφの顕微スポットに数十個の量子ドットが存在しているが、同時励起のPLEスペクトルから個別のレーザで励起した場合のPLEスペクトルの和を引くことにより、狙った量子ドットの多重励起子状態への吸収スペクトルを明らかにした。同じ量子ドットにいて励起子分子などの多重励起子状態への吸収スペクトルは通常の励起子吸収と類似のスペクトルパターンを呈すが、量子ドット内の電子相関により、多重励起子吸収線は対応する励起子吸収線より高エネルギー側にずれていることが分かった。CTPなどの量子光学的分光に必要なMHｚレベルの安定性と制御性を有する波長可変レーザシステムの開発を進めた。CTPの測定に必要な微弱光の高感度検知のため1μｍ帯のフォトンガウンティングシステムの立ち上げた。尚、この研究は私の退職後も研究室で引き継がれる。

JST's advanced measurement and commissioning business has developed high output, ASE-Free, broad band, tunable wavelength, 1μm band, variable wavelength, high efficiency, low temperature, high resolution energy measurement for individual InAs quantum absorption on GaAs substrates. The effect of magnetic field on Zeeman effect is modulated. The result is self-organizing, and the shape of the material is reflected in the form of multiple excitation levels. Analysis of polarization characteristics of light absorption, emission, absorption, absorption The optical transfer of the excitation state and the wavelength shift of the excitation state are necessary for the operation of the excitation state. The two-photon spectroscopy (two-fold resonance method) is used for the modulation. The wavelength of one party is different from the wavelength of the other party. In the case of excitation, the number of quantum dots in the 1μmφ microdot array is increased by increasing the number of quantum dots in the array. The absorption spectrum of multiple excitation states of the same quantum excitation molecule is different from the usual excitation absorption spectrum, and the electron correlation spectrum in the quantum excitation molecule is different from the excitation absorption spectrum. CTP quantum optics spectral stability and control of the necessary MHz wavelength can be changed to improve the development of the system The measurement of CTP requires high sensitivity detection of weak light in the 1μm band. Shang and Kou's research are still in the research room after retirement.