Optical processes in semiconductor quantum dots studied by nanooptics

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光照射された金属探針先端に誘起される表面プラズモンが生成する局在増強場を利用することにより、探針直下のナノメートルサイズの空間領域の物質のみを強く光励起することができる新しいナノ分光法である探針増強ナノ光学分光装置を作成するために、既存のSPMコントローラーを用いて金属探針を液体ヘリウム温度で任意の場所に移動させるシステムを作製した。空間分解能が数10nmの液体ヘリウム温度で動作するナノ分光装置がほぼ完成した。この装置を用いて実際にInGaN半導体表面からの発光やラマン散乱の増強度効果を調べて、この装置の性能を評価した。また、探針増強共鳴レイリー散乱光を調べることにより、ナノ領域の半導体の屈折率変化を観測できることをGe/Si量子ドット系を用いて実験的に示した。半導体単一量子ドット内の励起子構造を調べるために顕微分光法を用いた測定も行った。光子相関法を併用することにより、GaAs単一量子ドット中の多励起子構造、特に励起子分子、電荷励起子分子状態の詳細を明らかにした。GaAs多重量子井戸における重い正孔(HH)-軽い正孔(LH)励起子間相互作用のコヒーレント制御を4光波混合法を用いて行った。