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マイクロマシンによる、歪、フォノンを介した量子ドット制御の研究

利用微机械通过应变和声子控制量子点的研究

基本信息

批准号：
15710102
负责人：
中岡俊裕
金额：
$ 1.92万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

半導体量子ドットは究極の零次元構造であり、離散的電子準位をもつ。このため、連続的電子状態をもつバルク状態とは異なる魅力的な特性をもち、レーザーなど多方面への応用が期待されている。とくに、近年、量子計算へ向けた試みは、実現された時の産業界へのインパクトも大きく、注目を集めている。量子演算の条件としては、演算過程でのコヒーレンス性の維持が重要であり、固体素子としてはきわめて長いデコヒーレンス時間をもつ量子ドットが有望視されている。このような量子ドットの新たな制御手法を提案、実証した。本研究では、マイクロマシン構造による量子ドットの歪制御を研究し、量子ドットに意図的に歪を印加し、偏光、発光エネルギーを変化させることに成功した。マイクロマシンを用いた量子ドット量子準位制御の初めての報告である。まず、有限要素法を用いた数値計算により、この素子に誘起される歪量、量子ドットの電子準位の変化を計算し、最適な構造を設計する手法を確立した。つぎに、MOCVD法により、サンプルを作製した。GaAs層の上部に、犠牲層、歪層、ドット層と成長する。犠牲層を選択エッチングにより、除去すると、歪層の緩和により、たわんだ構造が得られる。この構造の上部、下部のGaAs層にはそれぞれ、p、nにドープしてあり、このp+,n+-GaAs間に逆バイアスをかけることで、コンデンサーとして駆動する。このような素子における印加電圧と歪量、電子準位の変化量との対応を単一ドット分光により測定し、計算結果と比較し、このようなマイクロマシンエアブリッジ構造の作製、評価手法を確立した。本研究で、提案、実証した量子ドットの準位制御法は、今後様々な応用、展開が期待される。例えば、この量子ドットを有するエアブリッジ素子によるナノメカニカル共振モードのレーザー冷却がアメリカ、スイス、オーストリアのグループにより、理論的に提案されている(I.Wilson-Rae, P.Zoller, and A.Imamoglu, Phys.Rev.Lett.92,075507(2004))。他に、申請者もスピンを用いた章子デバイスの指標となるg因子の歪印加による変化を理論的、実験的に示している。このように、本研究により得られた素子は量子状態制御を実現する素子として今後さまざまな応用が期待されている。

Semiconductor quantum structure is the ultimate zero-dimensional structure, discrete electron level. The electronic state of the connection is different. The characteristics of the charm are different. The application is expected in many ways. In recent years, quantum computing has been trying to achieve the goal of the industry. The condition of quantum calculation is very important, and the property of calculation process is very important. The solid state element is very important. A new method of control is proposed and verified. This study is successful in studying quantum structure and quantum structure. The first report of quantum quasi-position control The finite element method is used to calculate the number of particles, the number of particles induced, and the number of particles induced.つぎに、MOCVD法により、サンプルを作制した。The upper part of GaAs layer, sacrificial layer, skew layer, electrode layer and growth. For example, if you want to choose a layer, you can remove it, and if you want to reduce it, you can remove it. The GaAs layers on the upper and lower portions of the structure are composed of p, n and p + GaAs layers. The measurement and comparison of the results of the measurement and evaluation of the structure of the electron beam are established. This study proposes, demonstrates, and anticipates the future use of quantum control systems. For example, a proposal for the discussion of the concept of quantum mechanics was proposed by I.Wilson-Rae, P. Zoller, and A.Imamoglu, Phys.Rev.Lett.92 (2004). He, the applicant, uses the index, the g factor, the theory, the practice. In this study, we have obtained the results of quantum state control and future application.