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同一の光子を放出する単一光子源を固体中に多数作製することに成功

ダイヤモンドの極限成長技術により量子情報処理のブレークスルーを実現

国立大学法人 筑波大学
独立行政法人 物質・材料研究機構
独立行政法人 科学技術振興機構

国立大学法人筑波大学磯谷順一名誉教授、NIMS光・電子材料ユニット寺地徳之主幹研究員らは、ダイヤモンド中のカラーセンターの一つであるSiV-センターを高純度・高結晶性ダイヤモンド薄膜成長時に、極微量の濃度に制御して導入し、単一光子源として作製することに世界で初めて成功しました。

概要

国立大学法人筑波大学 (以下「筑波大学」という) 磯谷順一名誉教授 (筑波大学知的コミュニティ基盤研究センター・前主幹研究員) 、独立行政法人物質・材料研究機構 (以下「NIMS」という) 光・電子材料ユニット寺地徳之主幹研究員らは、ダイヤモンド中のカラーセンターの一つであるSiV-センターを高純度・高結晶性ダイヤモンド薄膜成長時に、極微量の濃度に制御して導入し、単一光子源として作製することに世界で初めて成功しました。

このダイヤモンド薄膜の極限成長技術によって、結晶内に明るく安定な単一光子源を、結晶中の離れた位置に多数作製することに成功しました。さらに、結晶中の離れた位置に作製された単一光子源からは、2光子間で最大91%の大きな発光スペクトル重なりを実現しました。これらの結果は、量子干渉を用いる量子光学、量子コンピューティング、量子情報ネットワークといった応用へ、固体中の単一光子源を用いるための重要な一歩として期待されます。

本研究はウルム大学 (ドイツ) Fedor Jelezko教授との共同研究であり、科学技術振興機構 (JST) 国際科学技術共同研究推進事業 (戦略的国際共同研究プログラム) 日独共同研究 (ナノエレクトロニクス) 「ダイヤモンドの同位体エンジニアリングによる量子コンピューティング」の一環として行われました。

本研究成果は2014年8月22日付「Nature Communications」 (日本時間22日午後6時) で公開される予定です。


「プレスリリースの図4 : 固体結晶にとって難題であった不均一なひろがりを解決し、識別することが困難な光子を発生する単一光子源を多数作製することに成功」の画像

プレスリリースの図4 : 固体結晶にとって難題であった不均一なひろがりを解決し、識別することが困難な光子を発生する単一光子源を多数作製することに成功




問合わせ先

研究に関すること
磯谷順一 (いそや じゅんいち)
筑波大学知的コミュニティ基盤研究センター前主幹研究員・名誉教授
〒305-8550 茨城県つくば市春日1-2
Tel: 029-859-1594 (研究室) ;
090-6793-6254 (携帯)
E-Mail: isoya.junichi.fw=u.tsukuba.ac.jp
([ = ] を [ @ ] にしてください)
寺地 徳之 (てらじ とくゆき)
物質・材料研究機構、光・電子材料ユニット ワイドギャップ機能材料グループ主幹研究員
〒305-0044 茨城県つくば市並木1-1
Tel: 029-860-4776
E-Mail: TERAJI.Tokuyuki=nims.go.jp
([ = ] を [ @ ] にしてください)
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科学技術振興機構 国際科学技術部
〒102-0076 東京都千代田区五番町7 K’s五番町
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〒305-8577 茨城県つくば市天王台1-1-1
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Fax: 029-853-2014
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独立行政法人物質・材料研究機構
企画部門広報室
〒305-0047 茨城県つくば市千現1-2-1
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Fax: 029-859-2017
独立行政法人科学技術振興機構 広報課
〒102-8666 東京都千代田区四番町5番地3
Tel: 03-5214-8404 
Fax: 03-5214-8432
E-Mail: jstkoho=jst.go.jp
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〒305-0047 茨城県つくば市千現1-2-1
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