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量子効果等の物理現象 量子構造を用いた遠赤外光技術の開拓と量子物性の解明

研究報告コード R990004251
掲載日 2001年2月6日
研究者
  • 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
研究機関
  • 東京大学大学院総合文化研究科
報告名称 量子効果等の物理現象 量子構造を用いた遠赤外光技術の開拓と量子物性の解明
報告概要 半導体量子構造を利用して遠赤外光技術を進展させ,それにより半導体量子構造の微視的理解を深めることを目的としている。具体的な研究項目を次ぎに示した。
1)量子構造をもちいた超高感度分光検出器の開発,特に量子ドットを用いた単一遠赤外光子検出を目指す研究。
2)開拓した遠赤外光技術を量子ドットや量子ホール系の研究に適用することにより,励起状態のスペクトルと緩和および非平衡状態にある電子系についての微視的理解を深める。
3)量子ホール電子系の位相干渉性に着目した研究。
1998年度末に,量子ドットにより波長範囲0.15から0.18mm(光子エネルギー6.8から7.8meV)にわたる遠赤外単一光子の検出に世界で初めて成功した。従来の単一光子検出は光子エネルギー約1eV以上の光に限られており,これによりその限界を約100倍打ち破ったことになる。今後この機構による検出器としての最適設計と波長範囲を広げた検出機構の開発を推進する。
研究分野
  • 赤外・遠赤外領域の測光と光検出器
  • 半導体薄膜
  • 半導体のルミネセンス
  • 固体デバイス製造技術一般
  • 磁電デバイス
関連発表論文 (1)T. Machida, H. Hirai, S. Komiyama and Y. Shiraki, “Phase coherence of Edge States over Macroscopic Length Scales”, Physica B, 249-251, 128-131(1998).
(2)Y. Kawano, Y. Hisanaga and S. Komiyama, “Cyclotron Emission from Quantized Hall Devices: Injection of Nonequiribrium Electrons from Contacts”, Phys. Rev.B, 59, 12537-12546(1999).
(3)O. Astafiev, V. Antonov, T. Kutsuwa, H. Hirai and S. Komiyama, “Quantum dot in high magnetic field and far-infrared response”, Proc. of Workshop on Nanophotonics (Nizhny Novgorod, Russia, March 1999) pp.31-38(1999).
(4)河野行雄、小宮山進,“量子ホール効果状態における電子系からのサイクロトロン発光”,固体物理、34(5)、142-152(1999).
(5)Y. Kawaguchi, K. Hirakawa, M. Saeki, I. Hosako and S. Komiyama, "performance of High-sensitivity Quantum Hal Far-infrared Photodetectors" Proc. of 7th. Int. Conf. THz Electoronics (Nara, 1999) p.299, 1999.
(6)S. Komiyama, O. Astafiev, V. Antonov, H. Hirai and T. Kutsuwa, "A single-photon detector in the far-infrared range", Nature, 698-703, pp.405-407 (2000)
(7)Y. Kawano and S. Komiyama, "Breakdown of the quantized Hall effect, in the vicinity of current contacts" Ogts, Rev. B 61, pp. 2931-2938 (2000).
(8)S. Komiyama, O. Astafiev, V. Antonov, H. Hirai and T. Kutsuwa, "Detection of single FIR-Photon Absorption Using Quantum Dots" Phsica E, 7 pp.698-703 (2000).
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
  • 小宮山 進. 量子効果等の物理現象 量子構造を用いた遠赤外光技術の開拓と量子物性の解明. 戦略的基礎研究推進事業 平成10年度 研究年報,1999. p.264 - 266.

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