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半導体量子点におけるスピンおよび励起子状態のコヒーレント制御に関する研究

半导体量子点自旋态和激子态的相干控制研究

基本信息

批准号：
14740183
负责人：
池沢道男
金额：
$ 2.24万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

半導体量子点の励起子コヒーレンスに関する重要な情報が得られる四光波混合実験を、少数の量子点でも可能にするために強力なツールとなる高感度の検出システムを構築した。システムはヘテロダイン検出の考えに基づいており、試料からの散乱光や外部光の影響を受けずに高感度に微弱な信号を検出することが出来る。昨年度までに、15層程度の量子点試料における実験には成功していたが、本年度はさらに改良を進めて、単層の量子点試料において四光波混合信号を観測できるまでになった。これを2種類の量子点試料に適用し、興味深い結果を得た。まず試料として、歪誘起GaAs量子点を用いた。このタイプの試料では、信号強度を増すために量子点層を多層化することが原理的に難しく、これまでのところ時間領域でコヒーレンスを議論した報告は無かった。本研究では、上記システムを用いることで、初めて時間分解縮退四光波混合を高いS/N比で観測し、明瞭なビート信号も観測した。このビート信号は、偏光依存性などから歪誘起量子点中の励起子分子に起因することが分かった。この結果は、歪誘起量子点という特殊な条件を生かせば、2次元的な量子井戸と0次元的な歪誘起量子点での励起子分子の束縛エネルギーの直接的な比較が出来るものと期待され、興味深い。もう一つの試料として、透明電極により電場を印加できるInP量子点を用いた。この試料では元々電子が1〜2個程度ドープされていることが分かっており、バイアス電圧によってその個数をコントロールすることが出来る。それによって励起子のコヒーレンスがどんな影響を受けるか興味がもたれた。四光波混合信号は低バイアス領域では電場印加に伴って信号強度が数十倍に増大し、さらにバイアスを上げていくと減衰時闘が短くなる現象が観測された。これらは電圧印加に伴いドットからのトンネリングが増大することと、残留キャリアが減少して吸収飽和カヨ回復することと関連していると考えられるが、詳細については検討中である。

The important information about semiconductor quantum dot excitation is obtained by mixing four light waves, and a small number of quantum dots are constructed by high sensitivity. For example, if a sample is detected, it will be detected based on the scattered light of the sample and the influence of external light. Last year, the quantum dot sample with 15 layers was successfully tested. This year, the quantum dot sample with 1 layer was improved. The four-wave mixed signal was tested. Two kinds of quantum dot samples are suitable and interesting. GaAs quantum dots were fabricated by using GaAs as a sample material. The quantum dot layer is layered, and the signal strength is increased. In this study, the first time the four waves are decomposed, the S/N ratio is high, and the signal is clear. The polarization dependence of the quantum dots induced by the excitation molecules in the quantum dots The result is that the quantum dots are induced by special conditions, and the quantum wells of the second dimension are induced by the quantum dots of the zero dimension. The direct comparison between the quantum dots and the binding molecules of the excitation molecules is interesting. InP quantum dots are used in transparent electrodes. The sample has 1 to 2 levels of electrons, and the number of electrons in the sample is 1 to 2. The first time I saw him, I was so excited. The four-light wave mixed signal has the phenomenon of increasing the signal intensity by dozens of times in the field of low frequency and decreasing the attenuation time. This is the first time that a person's life has been reduced, and this is the first time that a person's life has been reduced.