Low-threshold coherent formation and quatum applications of room-temperature polaritons

室温极化子的低阈值相干形成和量子应用

• 批准号: 22H00215
• 负责人: 山下 兼一
• 金额: $ 27.96万
• 依托单位: Kyoto Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H00215/
• 关键词: ポラリトン; 微小共振器; 鉛ハライドペロブスカイト; 有機半導体; 遷移金属カルコゲナイド

量子デバイスシステムのさらなる普及拡大に向けては、低消費電力で駆動できるハードウェアの実現と、それを可能とする量子媒体の開発が求められる。光－物質混成状態であるポラリトンにおいては、特異な電子物性を示す新しい半導体材料を適用することにより、室温にて操作可能な量子媒体としての期待が高まっている。本研究では、この室温ポラリトンの量子技術としての実用性を高めるために、ポラリトン状態の長寿命化を達成し、ポラリトンコヒーレント凝縮相生成の劇的な低閾値化を実現する。さらに、室温ポラリトンによる量子ビット生成および量子ゲート動作を世界に先駆けて実証し、その量子機能の開拓を促進することを目的とする。今年度の実績としては、室温ポラリトン材料としてこれまでに研究を進めてきたTPCO有機結晶において、その電子励起状態において分子振動とカップルしたコヒーレントな励起状態が生成されており、この巨視的な量子状態が室温ポラリトン凝縮現象とも深く関係していることを示唆する実験結果を得た。本成果は高IFの論文として外部発表した。また、全無機鉛ハライドペロブスカイトにおいては、直線偏光モード間における凝縮現象の異方性とモード間結合の発現を示唆する実験結果を得ており、現在論文査読中である。さらに、室温ポラリトン格子素子の新規作製手法としてＵＶナノインプリントリソグラフィー技術を適用し、実際に、2次元フォトニック構造の導入によるポラリトン分散モードのマニピュレーションを達成している。本成果は現在論文作成中である。

The development of quantum media is expected to increase in popularity and reduce power consumption. Optical-material hybrid states are characterized by high electron properties and high expectations of semiconductor materials that can be operated at room temperature. In this study, we aim to realize the high usability of the room temperature differential and the long lifetime of the differential state, and the low threshold value of the condensed phase generation. For example, if the temperature of the room changes, the quantum device will be generated and the quantum device will be activated. This year's achievements in the study of TPCO organic crystals, electronic excitation states, molecular vibrations, excitation states, quantum states, room temperature condensation phenomena, and deep relationships have been obtained. The results of this paper are high IF and external presentation. The results of the study on the occurrence of anisotropic condensation and interspatial combination of linearly polarized light and all inorganic lead are presented in this paper. The new method for manufacturing lattice elements at room temperature and room temperature is applied to the application of UV radiation technology, and the introduction of 2D radiation structure is realized. This achievement is now in the process of paper making.

项目成果

Continuous Color‐Tunable Light‐Emitting Devices Based on Compositionally Graded Monolayer Transition Metal Dichalcogenide Alloys

基于成分梯度单层过渡金属二硫属化物合金的连续颜色可调发光器件

• DOI: 10.1002/adma.202203250
• 发表时间: 2022
• 期刊: Advanced Materials
• 影响因子: 29.4
• 作者: Pu Jiang;Ou Hao;Yamada Tomoyuki;Wada Naoki;Naito Hibiki;Ogura Hiroto;Endo Takahiko;Liu Zheng;Irisawa Toshifumi;Yanagi Kazuhiro;Nakanishi Yusuke;Gao Yanlin;Maruyama Mina;Okada Susumu;Shinokita Keisuke;Matsuda Kazunari;Miyata Yasumitsu;Takenobu Taishi
• 通讯作者: Takenobu Taishi

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

• 发表时间: 2022
• 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

有機単結晶共振器における分子振動をまとった励起子ポラリトン形成に由来する光励起レーザ発振

有机单晶腔中包裹在分子振动中的激子极化子形成产生的光泵浦激光振荡

• 发表时间: 2022
• 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
• 通讯作者: 松尾匠，上田悠介，水野斎，佐々木史雄，山下兼一，柳久雄

3次元ウッドパイル型フォトニック結晶におけるヒンジ状態のマイクロ波領域での観測

3D 木桩光子晶体中铰链态的微波观察

• 发表时间: 2022
• 作者: 芦田侑也;山下兼一;上田哲也;若林克法;岩本敏;高橋駿
• 通讯作者: 高橋駿

半導体薄膜内の量子ドットにおける量子閉じ込めシュタルク効果に関する考察

半导体薄膜中量子点的量子限制斯塔克效应的考虑

• 发表时间: 2022
• 作者: 五十野誠生;山下兼一;高橋駿
• 通讯作者: 高橋駿