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ゼロ磁場で動作するTHz光子検出器

研究報告コード R000000729
掲載日 2002年9月30日
研究者
  • O. Astafiev
  • V. Antonov
  • 久津輪 武史
  • 小宮山 進
研究者所属機関
  • 東京大学大学院総合文化研究科
  • 東京大学大学院総合文化研究科
  • 東京大学大学院総合文化研究科
  • 東京大学大学院総合文化研究科
研究機関
  • 東京大学大学院総合文化研究科
報告名称 ゼロ磁場で動作するTHz光子検出器
報告概要 我々は強電磁場中の量子を用いて既に遠赤外領域での単一光子検出に成功している。その検出感度は従来のものより数桁優れているが、検出器としての応用の観点からは(1)磁場なしで動作し,かつ,(2)波長領域を広げることが重要である。これを実現するために図1のような素子を製作した。二次元電子ガスを用いて,GaAs/AlGaAsへテロ構造結晶表面上に金属ゲートを蒸着し,ゲートを負電圧にバイアスすることにより,容量的に結合した2つの量子ドットを形成する。遠赤外光を量子ドット2に照射すると,ドットの中の電子が励起されてドット外部に脱出して量子ドット2に電子数が一つ減少する。この電子数の変化を量子ドット1が作る単電子トランジスターにより検出できる。図2に実験的に測定した量子ドット1を経るコンダクタンス振動のプロットを,制御ゲート及びアンテナゲートの電圧の関数として示す。
画像

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研究分野
  • 量子光学一般
  • 半導体レーザ
  • 赤外・遠赤外領域の測光と光検出器
  • 無機化合物一般及び元素
  • 固体デバイス材料
関連発表論文 (1)S. Komiyama, O. Astafiev, V. Antonov, T. Kutsuwa, and H. Hirai, "A Single-Photon Detector in the Far-Infrared Range" Nature 403, 405-407 (2000).
(2)O.Astafiev,S.Komiyama and T.Kutsuwa,"Double Quantum Dots as a High Sensitive Submillimeter-Wave Detector" Appl.Phys.Lett.79,1199-1201(2001)
研究制度
  • 戦略的基礎研究推進事業、研究領域「量子効果等の物理現象」研究代表者 小宮山 進(東京大学大学院総合文化研究科)/科学技術振興事業団
研究報告資料
  • O. Astafiev,V. Antonov,久津輪 武史,小宮山 進. Single-THz-Photon Detection in New Schemes. 戦略的基礎研究推進事業 量子効果等の物理現象 第4回シンポジウム予稿集,2000. p.159 - 159.

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