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単一量子欠陥の決定論的形成とその光物性解明

单量子缺陷的确定性形成及其光学特性的阐明

基本信息

批准号：
22H01893
负责人：
小澤大知
金额：
$ 11.48万
依托单位：
National Institute for Materials Science (2023)Institute of Physical and Chemical Research (2022)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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

项目摘要

従来の情報処理・通信を超える技術として、量子光を用いる手法が注目されています。カーボンナノチューブは室温かつ通信波長帯域で単一光子発生が可能であることから、量子光源としての大きな可能性を秘める。今年度は、架橋カーボンナノチューブに局所的に量子欠陥を導入する装置を構築し、特定の位置で量子欠陥を作り出すことが可能になった。また、量子欠陥の導入位置を精密にコントロールできるプログラムも開発した。これにより、カーボンナノチューブの量子光源としての性能調整ができる。局所的に量子欠陥が導入されることを発光スペクトルや発光イメージで検証し、量子欠陥が正確に指定された位置に導入されていることが確認した。また、光子相関測定により単一光子発生が可能であることが示された。これらの結果から、本手法によるカーボンナノチューブ量子欠陥の量子光源としての利用が期待できる。今後の研究では、化学反応機構の理解を深め、量子欠陥導入の効率や選択性を向上させる。また、極低温での顕微発光分光や発光ピークの解析を通じて、量子欠陥の光物性や化学構造の理解を深める。また、透過電子顕微鏡像を用いた量子欠陥の構造可視化も検討し、量子欠陥の形成過程やカーボンナノチューブの構造変化を明らかにすることで、化学反応機構の理解を一層深める。これらの研究推進により、カーボンナノチューブを用いた単一光子源の性能向上や量子情報処理・通信技術への応用がさらに進展することが期待される。基礎研究においても、カーボンナノチューブの光物性や化学構造の理解が深まり、新たな発見や応用が生まれることが期待される。

Information processing, communication, quantum optics, and other technologies The possibility of photon generation in the wavelength range of room temperature and quantum light sources is unknown. This year, the bridge is open, the quantum gap is open, the device is open, and the quantum gap is open. The position of the quantum defect is precisely defined. The performance of quantum light sources can be adjusted accordingly. The quantum defect is introduced to the correct position. Also, it has been shown that the generation of a single photon is possible in photon correlation measurements. The result of this method is that the quantum light source is expected to be used. Future research will deepen understanding of chemical reaction mechanisms, improve efficiency and selectivity of quantum chemistry. The understanding of optical properties and chemical structure of micro-luminescence and ultra-low temperature light The structural visualization of quantum defects through electron micro-imaging, the formation of quantum defects, the structural transformation of quantum defects, and the understanding of chemical reaction mechanisms have been deepened. This research advances in the field of quantum information processing and communication technology, and is expected to improve the performance of photon sources. Basic research on optical properties and chemical structure of carbon dioxide is expected to deepen the understanding of new discoveries and applications.