GaN系量子ドットで世界初の室温単一光子源を実現 ～量子情報処理の室温動作に道～研究成果

平成26年2月12日

東京大学生産技術研究所

1．会見日時：　2014年2月12日（水）13：00～14：00　　
　
2．会見場所：　東京大学生産技術研究所総合研究実験棟An棟大会議室（An301/302）
　　　　　　　　 〒153－8505　東京都目黒区駒場4-6-1
http://www.iis.u-tokyo.ac.jp/access/access.html

3．出席者：　荒川泰彦（東京大学ナノ量子情報エレクトロニクス研究機構　機構長
　　　　　　　　　　　　 生産技術研究所光電子融合研究センター長、教授）
マーク・ホームズ（東京大学ナノ量子情報エレクトロニクス研究機構　特任研究員）

4．発表のポイント
◆LEDやトランジスタとして普及しているGaN（窒化ガリウム）系半導体の量子ドットにおいて、室温で単一光子の発生に世界で初めて成功
◆あらゆる材料系の中で位置制御された単一光子源で初めて室温で動作することを確認
◆量子情報処理システムの室温動作に道を拓く成果

5．発表概要：　
東京大学ナノ量子情報エレクトロニクス研究機構の荒川泰彦教授、マーク・ホームズ特任研究員らは、位置を制御したGaNナノワイヤ量子ドットを開発し、室温（300K=27度C）で、単一光子の発生に世界で初めて成功しました。これまで単一光子の発生は低温下で行われた報告が多くありました。近年、ダイヤモンドの結晶欠陥を利用した単一光子源など、いくつか室温動作例が報告されていますが、先行例はどれも半導体技術を用いて位置制御や波長制御が容易な材料系ではなく、将来の実用化に向けて問題を抱えています。一方、今回用いた窒化物半導体はエレクトロニクスやフォトニクスで普及している材料であり、本成果は、GaN系量子ドット系において室温で単一光子源の発生が可能であることを示したもので、絶対安全性が保障される量子暗号通信や飛躍的計算能力が期待される量子コンピュータなど、量子情報処理システムの室温動作に道を拓くことが期待されます。

6．発表雑誌：　
雑誌名：「Nano Letters Vol.14 Iss.2 12 Feb. 2014」
論文タイトル：Room-Temperature Triggered Single Photon Emission from a III－Nitride Site ?Controlled Nanowire Quantum Dot
著者：Mark J. Holmes*, Kihyun Choi, Satoshi Kako, Munetaka Arita, and Yasuhiko Arakawa*
アブストラクトURL：http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nl404400d
DOI：10.1021/nl404400d

7．問い合わせ先：　
　　　 研究内容に関して：東京大学ナノ量子情報エレクトロニクス研究機構　機構長　荒川泰彦