THz帯域ポラリトンの制御による新しい分光法

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フェムト秒時空間パルス整形やフォノン・イメージングについて経験の深い足立智助教授(北海道大学大学院工学研究科)の指導のもとに、パルス誘導ラマン散乱実験(ISRS)に「ポラリトニクス」を導入し、波数・周波数の選択励起や共鳴励起による増幅による、新しいTHz帯域分光法を開発した。また、所属研究室の武藤俊一教授(CREST「量子情報処理ネットワーク技術」研究代表)との共同研究により、この手法を自己成長半導体量子ドット(QD)のスピンダイナミクスの観測に応用した。これは、従来3パルス四光波混合と呼ばれる分光法に、ヘテロダイン検波を導入したものであり、結果としてInAlAs-QD中の励起子キャリア・スピンのコヒーレンスが少なくとも7ナノ秒以上持続していることを示した。さらに、受入教官である足立智助教授の指導のもと、本研究によって確立したテラヘルツ波の制御技術を、多重QD間のキャリア転送に応用し、単一電子スピンの「テラヘルツ光支援トンネル」を試みている。これは量子コンピュータの基本構成要素である「制御NOTゲート」実現へのキーテクノロジーとなることが期待されている。これらの研究は、平成18年以降、東京大学大学院総合文化研究科・相関基礎科学系小宮山研究室にて、発展的に研究が継続される予定である。