2次元フォトニック結晶ナノ共振器における光子・電子相互作用に関する研究

近年,ナノ共振器中に量子ドットを埋め込んだ構造を用いて,その発光過程が盛んに調べられている.その結果,従来の共振器量子電磁力学では説明できない2つの現象が報告されてきた.一つは,量子ドットと共振器が非共鳴であっても共振器が強く発光する現象,もう一つは,両者が共鳴した際,Rabi分裂した2つの発光ピークの中央に,予期しない3番目の発光ピークが観察される現象である.我々は昨年度(平成20年度),量子ドットを単純な2準位系と近似して解析することで,前者の現象は,純位相緩和に伴うAZE(quantum anti-Zeno effect)に起因することを報告した.しかしながら,後者の現象,つまり3番目の発光ピークを説明するには至らなかった.そこで我々は,本年度(平成21年度),これらの電子・正孔配置を考慮して解析を行った.その結果,3番目の発光ピークは種々の電子・正孔配置と純位相緩和に基づくAZEとが協力することで生じることを突き止めた.この結果は,ナノ共振器・量子ドット結合系においてAZEおよび種々の電子配置の両者が非常に重要であることを意味し,超高効率発光や極低閾値レーザの動作を解析する上で,今後の大きな指針になると考えられる.

近年,ナノ共振器中に量子ドットを埋め込んだ構造を用いて,その発光過程が盛んに調べられている.その結果,従来の共振器量子電磁力学では説明できない2つの現象が報告されてきた.一つは,量子ドットと共振器が非共鳴であっても共振器が強く発光する現象,もう一つは,両者が共鳴した際,Rabi分裂した2つの発光ピークの中央に,予期しない3番目の発光ピークが観察される現象である.我々は昨年度(平成20年度),量子ドットを単純な2準位系と近似して解析することで,前者の現象は,純位相緩和に伴うAZE(quantum anti-Zeno effect)に起因することを報告した.しかしながら,後者の現象,つまり3番目の発光ピークを説明するには至らなかった.そこで我々は,本年度(平成21年度),これらの電子・正孔配置を考慮して解析を行った.その結果,3番目の発光ピークは種々の電子・正孔配置と純位相緩和に基づくAZEとが協力することで生じることを突き止めた.この結果は,ナノ共振器・量子ドット結合系においてAZEおよび種々の電子配置の両者が非常に重要であることを意味し,超高効率発光や極低閾値レーザの動作を解析する上で,今後の大きな指針になると考えられる.