情報・エレクトロニクス系部門 / ナノテクノロジーの展開と応用の研究

量子材料・ナノ構造科学

量子鍵配送・暗号、真乱数生成、線形光量子コン ピューターなどを実現するためには単一光子源を実現 する必要があります。このような光子一個一個出すデ バイスは、将来、量子情報処理のキーテクノロジーの 一つになると考えられます。本研究室では、荒川研究 室・岩本研究室との共同研究により、半導体量子ドット を用いた単一光子源の開発を行なっています。半導体 量子ドットは、ディスクリートな状態密度を有するため、 単一光子源をはじめとする量子効果を用いたデバイス 応用が多数ある。しかしながら、通常用いられている単 一半導体ナノ構造(InAs・GaAs量子ドットなど)の量子 閉じ込め効果を測定あるいは利用するためには、冷却 機(液体Heなど)を用い、低温(4K程度)で実験を行う 必要があります。近年、青色発光ダイオードに用いられ ている窒化ガリウム(GaN)やその他のワイドギャップ半 導体などを材用とした量子ドットを利用することにより、 より高温で動作するデバイスの実現が可能であること が最近分かってきました。将来、実用的なデバイスを実 現するために、このような材料でできたナノ構造の光学 特性・基礎物理を研究しています。

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